Per la prima volta, L'Osservatorio Neil Gehrels Swift della NASA ha monitorato la perdita d'acqua di una cometa interstellare mentre si avvicinava e girava intorno al Sole. L'oggetto, 2I/Borisov, ha viaggiato attraverso il sistema solare alla fine del 2019.

"Borisov non si adatta perfettamente a nessuna classe di comete del sistema solare, ma non si distingue eccezionalmente da loro, " ha detto Zexi Xing, uno studente laureato presso l'Università di Hong Kong e la Auburn University in Alabama che ha guidato la ricerca. "Sono note comete che condividono almeno una delle sue proprietà".

Le comete sono grumi ghiacciati di gas misti a polvere, spesso chiamate "palle di neve sporche". Gli scienziati stimano che centinaia di miliardi di loro potrebbero orbitare attorno al Sole. Sulla base della velocità di Borisov e del percorso calcolato, però, deve provenire dall'esterno del sistema solare. La cometa è solo il secondo visitatore interstellare conosciuto, scoperto due anni dopo il primo oggetto, chiamato 'Oumuamua, zippato attraverso il sistema solare.

L'astronomo dilettante Gennady Borisov ha scoperto la cometa il 30 agosto, quattro mesi prima del suo massimo avvicinamento al Sole. L'identificazione precoce ha dato a più osservatori spaziali e terrestri il tempo per osservazioni dettagliate di follow-up. In ottobre, scienziati che utilizzano l'Apache Point Observatory a Sunspot, Nuovo Messico, rilevato il primo accenno di acqua dalla cometa. Nei mesi successivi, Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha scattato immagini di Borisov mentre la cometa accelerava a circa 100, 000 miglia (161, 000 chilometri) all'ora.

Quando una cometa si avvicina al Sole, il materiale congelato sulla sua superficie, come l'anidride carbonica, si riscalda e inizia a convertirsi in gas. Quando arriva entro 230 milioni di miglia (370 milioni di chilometri) dal Sole, l'acqua vaporizza. Xing e i suoi colleghi hanno confermato la presenza di acqua da Borisov e ne hanno misurato le fluttuazioni utilizzando la luce ultravioletta.

Quando la luce del sole rompe le molecole d'acqua, uno dei frammenti è ossidrile, una molecola composta da un atomo di ossigeno e un atomo di idrogeno. Swift rileva l'impronta digitale della luce UV emessa dall'idrossile utilizzando il suo Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT). Tra settembre e febbraio, La squadra di Xing ha fatto sei osservazioni di Borisov con Swift. Hanno visto un aumento del 50% della quantità di idrossile, e quindi di acqua, prodotta da Borisov tra il 1 novembre e il 1 dicembre. che era a soli sette giorni dall'incontro più ravvicinato della cometa con il Sole.

Al massimo dell'attività, Borisov ha versato otto galloni (30 litri) di acqua al secondo, abbastanza per riempire una vasca da bagno in circa 10 secondi. Durante il suo viaggio attraverso il sistema solare, la cometa ha perso quasi 61 milioni di galloni (230 milioni di litri) di acqua, abbastanza per riempire oltre 92 piscine olimpioniche. Mentre si allontanava dal Sole, La perdita d'acqua di Borisov è diminuita e lo ha fatto più rapidamente di qualsiasi cometa osservata in precedenza. Xing ha detto che questo potrebbe essere stato causato da una serie di fattori, compresa l'erosione superficiale, cambiamento di rotazione e persino frammentazione. Infatti, i dati di Hubble e di altri osservatori mostrano che pezzi della cometa si sono staccati alla fine di marzo.

"Siamo davvero felici che i tempi di risposta rapidi e le capacità UV di Swift abbiano catturato questi tassi di produzione di acqua, " ha detto il co-autore Dennis Bodewits, professore associato di fisica ad Auburn. "Per le comete, esprimiamo la quantità di altre molecole rilevate in rapporto alla quantità di acqua. Fornisce un contesto molto importante per altre osservazioni".

Le misurazioni della produzione di acqua di Swift hanno anche aiutato il team a calcolare che la dimensione minima di Borisov è di poco meno di mezzo miglio (0,74 chilometri) di diametro. Il team stima che almeno il 55% della superficie di Borisov, un'area approssimativamente equivalente alla metà di Central Park, stava perdendo attivamente materiale quando era più vicino al sole. È almeno 10 volte l'area attiva sulla maggior parte delle comete del sistema solare osservate. Borisov differisce anche dalle comete del sistema solare in altri aspetti. Per esempio, astronomi che lavorano con Hubble e l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un radiotelescopio in Cile, scoprì che Borisov produceva i più alti livelli di monossido di carbonio mai visti da una cometa a quella distanza dal Sole.

Borisov ha alcuni tratti in comune con le comete del sistema solare, anche se. Il suo aumento della produzione di acqua mentre si avvicinava al Sole era simile agli oggetti osservati in precedenza. Xing e il suo team hanno anche scoperto che altre molecole nell'inventario chimico di Borisov, e la loro abbondanza, sono simili alle comete coltivate in casa. Per esempio, per quanto riguarda l'idrossile e il cianogeno, un composto composto da carbonio e azoto, Borisov ha prodotto una piccola quantità di carbonio biatomico, una molecola composta da due atomi di carbonio, e amidogeno, una molecola derivata dall'ammoniaca. Circa il 25%-30% di tutte le comete del sistema solare condivide questo tratto.

Ma le caratteristiche combinate di Borisov sfidano il posizionamento in qualsiasi singola famiglia di comete conosciuta. Gli scienziati stanno ancora riflettendo su cosa questo significhi per lo sviluppo delle comete in altri sistemi planetari.

I risultati del team sono stati pubblicati il ​​27 aprile 2020, questione di The Lettere per riviste astrofisiche e sono disponibili online.

Swift è stato sviluppato per studiare i lampi di raggi gamma, le esplosioni più luminose dell'universo. Ma nell'ultimo decennio, Bodewits lo ha usato per saperne di più sulle comete mentre attraversano il sistema solare. La maggior parte della luce UV viene assorbita dall'atmosfera terrestre, quindi gli scienziati devono cercare la firma dell'idrossile dallo spazio. E poiché Swift ha una strategia di osservazione flessibile e tempi di reazione rapidi, può eseguire il monitoraggio a lungo termine di nuovi obiettivi interessanti. Le prime cinque osservazioni di Borisov erano composte da istantanee UVOT scattate in 12 ore, e l'ultima era una serie di immagini catturate nell'arco di 24 ore.

"Il team non immaginava che la missione avrebbe contribuito così tanto alla nostra comprensione della scienza planetaria quando è stata costruita, ", ha dichiarato il ricercatore principale di Swift S. Bradley Cenko al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Ma è un bell'esempio di persone che escogitano modi creativi e potenti per usare le capacità che sono là fuori per fare scienza inaspettata ed eccitante".