Le comete sono il nostro collegamento più diretto con le prime fasi della formazione e dell'evoluzione del sistema solare. Solo ogni pochi anni viene scoperta una nuova cometa che sta facendo il suo primo viaggio nel sistema solare interno dalla nuvola di Oort, una zona di oggetti ghiacciati che avvolge il sistema solare. Tali opportunità offrono agli astronomi la possibilità di studiare una classe speciale di comete.

A bordo del telescopio volante della NASA, l'Osservatorio stratosferico per l'astronomia all'infrarosso, o SOFIA, un team guidato da Charles Woodward del Minnesota Institute for Astrophysics dell'Università del Minnesota ha osservato la cometa C/2012 K1 (chiamata anche Pan-STARRS dal nome dell'osservatorio che l'ha scoperta nel 2012), alla ricerca di nuove intuizioni sull'evoluzione del primo sistema solare.

Comete originate dalla nuvola di Oort, come la cometa C/2012 K1, rimangono inalterati dal riscaldamento termico e dall'irraggiamento del sole. La natura incontaminata di queste comete può preservare i materiali di superficie rendendole bersagli ideali per l'osservazione della composizione delle particelle di gas e polvere.

"La cometa C/2012 K1 è una capsula del tempo della composizione del primo sistema solare, " ha detto Woodward. "Ogni opportunità di studiare questi corpi contribuisce alla nostra comprensione delle caratteristiche generali delle comete e della formazione di piccoli corpi nel nostro sistema solare".

Il team ha utilizzato telecamere a lunghezza d'onda corta e lunga sulla telecamera a infrarossi Faint Object per il telescopio SOFIA, FORCATA, studiare la luce emessa dal coma della cometa:gas e polvere che si formano attorno al nucleo di una cometa quando viene riscaldato dal Sole. Il team ha utilizzato le osservazioni per dedurre le dimensioni e la composizione dei grani di polvere e per identificare e classificare le loro proprietà termiche.

inaspettatamente, queste osservazioni hanno rivelato deboli caratteristiche di emissione di silicati dalla cometa, piuttosto che le anticipate caratteristiche dei silicati forti trovate in alcune precedenti osservazioni della cometa di Oort Cloud, compresi quelli della cometa Hale-Bopp e gli studi condotti con lo Spitzer Space Telescope. Analizzando queste emissioni di silicati e confrontandole con modelli termici, i ricercatori hanno determinato che i grani di polvere del coma sono grandi e composti prevalentemente da carbonio piuttosto che da silicato cristallino. Questa composizione sfida i modelli teorici esistenti di come si formano le comete della nuvola di Oort.

"Le comete sono fatte di materiali che non sono stati trasformati in pianeti, quindi studiare la polvere in essi può aiutarci a capire il contenuto, origine, e l'evoluzione del primo sistema solare, compreso il processo di formazione dei pianeti rocciosi, " disse Woodward.

Mentre missioni come la missione Rosetta dell'Agenzia spaziale europea, o la missione Stardust della NASA ha fornito il campionamento diretto dei materiali delle comete, osservazioni a distanza, come quelli condotti a bordo di SOFIA, fornire ai ricercatori l'opportunità di comprendere somiglianze e differenze tra i diversi tipi di comete.

"La forza delle caratteristiche dei silicati della cometa C/2012 K1 osservate nel medio infrarosso con SOFIA ha posto le basi per ciò che abbiamo proposto per le osservazioni utilizzando il prossimo telescopio spaziale James Webb, per studiare comete ancora più deboli e più lontane, " ha detto Woodward. "Penso che ci sarà una bella sinergia tra queste due missioni, nella selezione del target e nel follow-up mirato."

Questo studio è stato pubblicato su Giornale Astrofisico .