Un visitatore galattico è entrato nel nostro sistema solare l'anno scorso:la cometa interstellare 2I/Borisov. Quando gli astronomi hanno puntato l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) verso la cometa il 15 e 16 dicembre 2019, per la prima volta hanno osservato direttamente le sostanze chimiche immagazzinate all'interno di un oggetto proveniente da un sistema planetario diverso dal nostro. Questa ricerca è pubblicata online il 20 aprile 2020 sulla rivista Astronomia della natura .

Le osservazioni di ALMA di un team di scienziati internazionali guidati da Martin Cordiner e Stefanie Milam al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, ha rivelato che il gas in uscita dalla cometa conteneva quantità insolitamente elevate di monossido di carbonio (CO). La concentrazione di CO è più alta di quanto chiunque abbia rilevato in qualsiasi cometa entro 2 au dal Sole (entro meno di 186 milioni di miglia, o 300 milioni di chilometri). La concentrazione di CO di 2I/Borisov è stata stimata tra le nove e le 26 volte superiore a quella della cometa media del sistema solare.

Gli astronomi sono interessati a saperne di più sulle comete, perché questi oggetti trascorrono la maggior parte del loro tempo a grandi distanze da qualsiasi stella in ambienti molto freddi. A differenza dei pianeti, le loro composizioni interne non sono cambiate in modo significativo da quando sono nati. Perciò, potrebbero rivelare molto sui processi avvenuti durante la loro nascita nei dischi protoplanetari. "Questa è la prima volta che guardiamo all'interno di una cometa dall'esterno del nostro sistema solare, " disse l'astrochimico Martin Cordiner, "ed è drammaticamente diverso dalla maggior parte delle altre comete che abbiamo visto prima".

ALMA ha rilevato due molecole nel gas espulso dalla cometa:acido cianidrico (HCN) e monossido di carbonio (CO). Mentre il team si aspettava di vedere HCN, che è presente in 2I/Borisov in quantità simili a quelle che si trovano nelle comete del sistema solare, furono sorpresi di vedere grandi quantità di CO. "La cometa deve essersi formata da materiale molto ricco di ghiaccio di CO, che è presente solo alle temperature più basse trovate nello spazio, sotto -420 gradi Fahrenheit (-250 gradi Celsius), " ha detto la scienziata planetaria Stefanie Milam.

"ALMA è stato determinante nel trasformare la nostra comprensione della natura del materiale cometario nel nostro sistema solare, e ora con questo oggetto unico proveniente dai nostri vicini di casa. È solo grazie alla sensibilità senza precedenti di ALMA alle lunghezze d'onda submillimetriche che siamo in grado di caratterizzano il gas che esce da oggetti così unici, ", ha affermato Anthony Remijan del National Radio Astronomy Observatory di Charlottesville, Virginia e co-autore del documento.

Il monossido di carbonio è una delle molecole più comuni nello spazio e si trova all'interno della maggior parte delle comete. Ancora, c'è un'enorme variazione nella concentrazione di CO nelle comete e nessuno sa bene perché. Alcuni di questi potrebbero essere collegati al punto in cui nel sistema solare si è formata una cometa; alcuni hanno a che fare con la frequenza con cui l'orbita di una cometa la avvicina al Sole e la porta a rilasciare i suoi ghiacci evaporati più facilmente.

"Se i gas che abbiamo osservato riflettono la composizione del luogo di nascita di 2I/Borisov, poi mostra che potrebbe essersi formato in un modo diverso dalle comete del nostro sistema solare, in un clima estremamente freddo, regione esterna di un lontano sistema planetario, " aggiunse Cordiner. Questa regione può essere paragonata alla regione fredda dei corpi ghiacciati oltre Nettuno, chiamata Cintura di Kuiper.

Il team può solo speculare sul tipo di stella che ha ospitato il sistema planetario di 2I/Borisov. "La maggior parte dei dischi protoplanetari osservati con ALMA sono intorno a versioni più giovani di stelle di piccola massa come il Sole, " ha detto Cordiner. "Molti di questi dischi si estendono ben oltre la regione in cui si ritiene che le nostre comete si siano formate, e contengono grandi quantità di gas e polvere estremamente freddi. È possibile che 2I/Borisov provenga da uno di questi dischi più grandi."

A causa della sua alta velocità quando ha viaggiato attraverso il nostro sistema solare (33 km/s o 21 miglia/s) gli astronomi sospettano che 2I/Borisov sia stato cacciato dal suo sistema ospite, probabilmente interagendo con una stella di passaggio o un pianeta gigante. Ha poi trascorso milioni o miliardi di anni in un raffreddore, viaggio solitario attraverso lo spazio interstellare prima che fosse scoperto il 30 agosto 2019 dall'astronomo dilettante Gennady Borisov.

2I/Borisov è solo il secondo oggetto interstellare ad essere rilevato nel nostro sistema solare. Il primo—1I/'Oumuamua—è stato scoperto nell'ottobre 2017, a quel punto era già in uscita, rendendo difficile rivelare dettagli sul fatto che fosse una cometa, asteroide, o qualcos'altro. La presenza di un coma di gas attivo e polvere che circonda 2I/Borisov ne ha fatto la prima cometa interstellare confermata.

Fino a quando non verranno osservate altre comete interstellari, l'insolita composizione di 2I/Borisov non può essere spiegata facilmente e solleva più domande di quante ne risponda. La sua composizione è tipica delle comete interstellari? Vedremo più comete interstellari nei prossimi anni con composizioni chimiche peculiari? Cosa riveleranno su come si formano i pianeti in altri sistemi stellari?

"2I/Borisov ci ha dato il primo sguardo sulla chimica che ha plasmato un altro sistema planetario, " disse Milam. "Ma solo quando potremo confrontare l'oggetto con altre comete interstellari, impareremo se 2I/Borisov è un caso speciale, o se ogni oggetto interstellare ha livelli insolitamente alti di CO."