La coma de 3I/ATLAS prueba otra teoría de formación de cometas

El visitante interestelar 3I/ATLAS ha estado cambiando constantemente a medida que recorre nuestro sistema solar. Esto es de esperar, ya que, por primera vez en miles de millones de años, se está acercando a la energía emitida por una estrella.

Los científicos han estado observando de cerca estos cambios, tanto para garantizar que no haya nada inexplicable según nuestro conocimiento actual, como para comparar 3I/ATLAS con visitantes interestelares anteriores y con cometas de nuestro propio sistema solar.

Un artículo reciente de investigadores europeos, publicado en el servidor de preimpresiones arXiv, describe cómo los cambios en una proporción de material particular en la coma de 3I/ATLAS se ajustan a nuestro conocimiento actual de la geología cometaria.

Esta proporción es la proporción de abundancia de níquel a hierro (Ni/Fe). Se ha medido durante dos décadas, incluyendo en 20 cometas del sistema, así como en 2I/Borisov, el último visitante interestelar conocido que tuvo nuestro sistema solar. Sin embargo, el hecho de que alguno de estos materiales esté presente en la coma ha desconcertado a los científicos, ya que las temperaturas en sus superficies no suelen ser suficientes para sublimar los silicatos o sulfuros que se cree que retienen estos metales en las superficies cometarias.

La relación Ni/Fe observada en el estudio de 2I/Borisov fue similar a la de los cometas del sistema. Pero esta relación también es aproximadamente 10 veces mayor que la del propio Sol. Por lo tanto, el hecho de que uno de nuestros visitantes interestelares y nuestros cometas del sistema tuvieran la misma relación alta apuntaba a un proceso común en la formación de cometas, independiente de los materiales disponibles en la estrella alrededor de la cual se formó.

Sin embargo, 3I/ATLAS era diferente, como lo ha sido en muchos aspectos, tanto de los cometas del sistema como de 2I/Borisov. Los investigadores utilizaron el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile para observar el cometa entre agosto y septiembre, mientras viajaba de 3,14 UA a 2,14 UA y comenzaba a calentarse cada vez más por el Sol.

Observaron que la línea de absorción espectral del níquel, captada por el Espectrógrafo UV-Visual Echelle (UVES) del VLT, estuvo presente en todo momento. Sin embargo, las líneas de absorción del hierro solo aparecieron una vez que 3I/ATLAS se acercó a 2,64 UA del Sol. Esta discrepancia provocó una relación Ni/Fe mucho mayor que la observada en cometas anteriores, pero esta variaba drásticamente a medida que 3I/ATLAS se acercaba al Sol. Ningún otro estudio había mostrado un cambio tan drástico.

Esto también podría explicar por qué hay níquel y hierro en la coma del cometa. Los investigadores habían desarrollado previamente la teoría de que los metales que observaban estaban ligados a grupos carbonilo, formando compuestos organometálicos altamente volátiles. En ese escenario, el níquel se uniría como tetracarbonilo de níquel (Ni(CO)₄) y el hierro como pentacarbonilo de hierro (Fe(CO)₄). Ambos materiales organometálicos tienen puntos de sublimación lo suficientemente bajos como para sublimarlos incluso lejos del Sol.

Un aspecto importante para este conjunto de datos es que el tetracarbonilo de níquel tiene un punto de fusión más bajo que el pentacarbonilo de hierro, lo que explicaría por qué no se observaron espectros de hierro al principio del período de observación, pero sí los hubo posteriormente, cuando el cometa se acercó al Sol. El gradiente de temperatura durante ese viaje debió haber cruzado el umbral donde el pentacarbonilo de hierro comenzó a sublimarse, causando la drástica caída en la relación Ni/Fe observada en los datos. Los investigadores también descubrieron que la cantidad de producción de níquel en la coma coincide estrechamente con la tasa de sublimación teórica del tetracarbonilo de níquel.

Los investigadores presentaron otro dato importante sobre 3I/ATLAS: puede clasificarse como un cometa «depletado de C2». Esto significa que la proporción de carbono diatómico (C2) en comparación con el radical cianógeno (CN) en su coma es muy pequeña. Esta clasificación indica la «primordialidad» de 3I/ATLAS, ya que se le asignó esa proporción hace miles de millones de años cuando se formó, e indica que se formó en una parte diferente del disco protoplanetario de su sistema natal que otros cometas más comunes.

Diariamente se publican más datos sobre nuestro tercer visitante interestelar conocido. Esto probablemente incluirá más estudios de su proporción de Ni/Fe a medida que se acerca aún más al Sol y antes de que desaparezca del campo de visión durante unos meses. Se esperan más artículos de tantos telescopios y grupos de investigación como puedan encontrar tiempo para observar a este visitante cometario único en la vida.

Con información de arXiv