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El primer cometa interestelar puede ser el más prístino jamás encontrado

30 Marzo, 2021 / Tiempo de lectura: 13 minutes

Artículo científico

Nuevas observaciones llevadas a cabo con el Very Large Telescope, del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), indican que el cometa errante 2I/Borisov, el segundo visitante interestelar detectado recientemente en nuestro Sistema Solar, es uno de los más prístinos jamás observados. Por su parte, otro grupo de investigadores utilizaron datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) así como del VLT, para estudiar los granos de polvo de 2I/Borisov y recoger pistas sobre el nacimiento del cometa y las condiciones de su sistema originario.

2I/Borisov fue descubierto por el astrónomo aficionado Gennady Borisov en agosto de 2019 y, unas semanas más tarde, se confirmó que provenía de más allá del Sistema Solar. “2I/Borisov podría representar el primer cometa verdaderamente prístino jamás observado”, afirma Stefano Bagnulo, del Observatorio y Planetario de Armagh, en Irlanda del Norte (Reino Unido), quien dirigió el nuevo estudio publicado hoy en Nature Communications. El equipo cree que el cometa nunca había pasado cerca de ninguna estrella antes de acercarse al Sol en 2019, por lo que sería una reliquia inalterada de la nube de gas y polvo en la que se formó.

Bagnulo y sus colegas utilizaron el instrumento FORS2, instalado en el VLT de ESO, ubicado en el norte de Chile, para estudiar a 2I/Borisov en detalle utilizando una técnica llamada polarimetría [1]. Dado que esta técnica se utiliza regularmente para estudiar cometas y otros pequeños cuerpos de nuestro Sistema Solar, esto permitió al equipo comparar al visitante interestelar con nuestros cometas locales.

El equipo descubrió que 2I/Borisov tiene propiedades polarimétricas distintas a las de los cometas del Sistema Solar, con la excepción de Hale-Bopp. El cometa Hale-Bopp suscitó mucho interés por parte del público a finales de la década de 1990 al ser fácilmente visible a simple vista, y también porque era uno de los cometas más prístinos que los astrónomos habían visto. Antes de su última visita, se cree que Hale-Bopp pasó por nuestro Sol sólo una vez y, por lo tanto, apenas se había visto afectado por el viento solar y la radiación. Esto significa que era prístino, es decir, con una composición muy similar a la de la nube de gas y polvo en la que se formaron tanto él como el resto del Sistema Solar hace unos 4.500 millones de años.

Al analizar la polarización junto con el color del cometa para recabar pistas sobre su composición, el equipo concluyó que 2I/Borisov es de hecho aún más prístino que Hale-Bopp. Esto significa que contiene rastros inalterados de la nube de gas y polvo en la que se formó.

“El hecho de que los dos cometas sean tan similares sugiere que el entorno en el que se originó 2I/Borisov no es tan diferente en su composición del entorno del Sistema Solar temprano”, afirma Alberto Cellino, coautor del estudio e investigador del Observatorio Astrofísico de Torino, Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) de Italia.

Olivier Hainaut, astrónomo de ESO en Alemania que estudia cometas y otros objetos cercanos a la Tierra -pero que no participó en este nuevo estudio-, está de acuerdo. “El resultado principal —que 2I/Borisov no es como cualquier otro cometa, exceptuando a Hale-Bopp— es muy robusto”, confirma, y agrega que “es muy plausible que se formaran en condiciones muy similares”.

"La llegada de 2I/Borisov desde el espacio interestelar representó la primera oportunidad de estudiar la composición de un cometa proveniente de otro sistema planetario y comprobar si el material de este cometa es, de alguna manera, diferente al de los cometas de nuestro propio sistema”, explica Ludmilla Kolokolova, de la Universidad de Maryland (EE.UU.), que participó en la investigación que se publica en Nature Communications.

Bagnulo espera que la comunidad astronómica tenga otra oportunidad, aún mejor si cabe, de estudiar en detalle un cometa errante antes del final de la década. “La ESA planea lanzar un Interceptor de Cometas en 2029, que tendrá la capacidad de llegar hasta otro objeto interestelar visitante si se descubre uno en una trayectoria adecuada”, afirma, refiriéndose a una próxima misión de la Agencia Espacial Europea.

La historia de un origen escondida en el polvo

Incluso sin una misión espacial, los astrónomos pueden utilizar los numerosos telescopios basados en tierra para obtener información sobre las diferentes propiedades de cometas errantes como 2I/Borisov. “Imagínese lo afortunados que fuimos de que, de forma casual, un cometa de un sistema a años luz de distancia simplemente pasara por nuestro barrio”, dice Bin Yang, astrónoma de ESO en Chile, quien también aprovechó el paso de 2I/Borisov a través de nuestro Sistema Solar para estudiar este misterioso cometa. Los resultados de su equipo se publican en la revista Nature Astronomy.

Yang y su equipo utilizaron datos de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) así como del VLT, para estudiar los granos de polvo de 2I/Borisov para recoger pistas sobre el nacimiento del cometa y las condiciones de su sistema originario.

Descubrieron que la coma de 2I/Borisov — una envoltura de polvo que rodea el cuerpo principal del cometa — contiene piedrecillas compactas, granos de aproximadamente un milímetro de tamaño o más grandes. Además, descubrieron que las cantidades relativas de monóxido de carbono y agua en el cometa cambiaron drásticamente a medida que se acercaba al Sol. El equipo, que también incluye a Olivier Hainaut, afirma que esto indica que el cometa está compuesto por materiales que se formaron en diferentes lugares de su sistema planetario.

Las observaciones de Yang y su equipo sugieren que la materia del sistema planetario en el que se formó 2I/Borisov se mezcló desde la zona cercana a su estrella hasta un área más alejada, tal vez debido a la existencia de planetas gigantes, cuya fuerte gravedad agita la materia presente en el sistema. Los astrónomos creen que un proceso similar pudo tener lugar al principio de la vida de nuestro Sistema Solar.

Aunque 2I/Borisov fue el primer cometa errante en pasar por el Sol, no fue el primer visitante interestelar. El primer objeto interestelar que se observó pasando por nuestro Sistema Solar fue ʻOumuamua, otro objeto estudiado con el VLT de ESO en 2017. Originalmente clasificado como un cometa, ʻOumuamua fue reclasificado más tarde como un asteroide, ya que carecía de coma.

Notas

[1] La polarimetría es una técnica para medir la polarización de la luz. La luz se polariza, por ejemplo, cuando pasa por ciertos filtros, como las lentes de gafas de sol polarizadas o el material cometario. Al estudiar las propiedades de la luz solar polarizada por el polvo de un cometa, los investigadores pueden obtener información sobre la física y química de los cometas.

Información adicional

La investigación destacada en la primera parte de esta nota de prensa se ha presentado en el artículo científico “Unusual polarimetric properties for interstellar comet 2I/Borisov” que aparece en la revista Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-021-22000-x). La segunda parte de esta nota de prensa destaca el estudio “Compact pebbles and the evolution of volatiles in the interstellar comet 2I/Borisov”, que aparece en la revista Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-021-01336-w).

El equipo que llevó a cabo el primer estudio está formado por S. Bagnulo (Observatorio y Planetario Armagh, Reino Unido [Armagh]); A. Cellino (INAF – Observatorio Astrofísico de Torino, Italia); L. Kolokolova (Departamento de Astronomía, Universidad de Maryland, EE.UU.); R. Nežič (Armagh; Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard, University College de Londres, Reino Unido; Centro de Ciencias Planetarias, University College de Londres/Birkbeck, Reino Unido); T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, España; Instituto de Ciencias del Cosmos, Universidad de Barcelona, España); G. Borisov (Armagh; Instituto de Astronomía y Observatorio Astronómico Nacional, Academia Búlgara de Ciencias, Bulgaria); A. A. Christou (Armagh); Ph. Bendjoya (Universidad Costa Azul, Observatorio de la Costa Azul, CNRS, Laboratorio Lagrange, Niza, Francia); y M. Devogele (Observatorio de Arecibo, Universidad Central de Florida, EE.UU.).

El equipo que llevó a cabo el segundo estudio está formado por Bin Yang (Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile [ESO Chile]); Aigen Li (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Missouri, Columbia, EE.UU.); Martin A. Cordiner (Laboratorio de Astroquímica, Centro de Vuelos Espaciales NASA Goddard, EE.UU.; Departamento de Física, Universidad Católica de América, Washington, DC, EE.UU.); Chin-Shin Chang (Observatorio conjunto ALMA, Santiago, Chile [JAO]); Olivier R. Hainaut (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania); Jonathan P. Williams (Instituto de Astronomía, Universidad de Hawái, Honolulu, EE.UU. [IfA Hawai‘i]); Karen J. Meech (IfA Hawai‘i); Jacqueline V. Keane (IfA Hawai‘i); y Eric Villard (JAO y ESO Chile).

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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