El equipo internacional dirigido por Rohan Rahatgaonkar y Darryl Z. Seligman utilizó el Very Large Telescope (VLT) en Chile para seguir la evolución química de este cometa venido de otra parte.
Imagen del telescopio espacial Hubble que muestra el cometa interestelar 3I/ATLAS con su cabellera y su cola naciente.
Crédito: NASA/ESA/David Jewitt (UCLA)/Joseph DePasquale (STScI)
Sus observaciones espectroscópicas revelaron la presencia de vapor de níquel atómico a una distancia de 3,88 unidades astronómicas del Sol, es decir, casi cuatro veces la distancia Tierra-Sol. Lo que hace que esta detección sea particularmente notable es que normalmente, a tales distancias, las temperaturas son demasiado frías para que los metales puedan pasar directamente del estado sólido al estado gaseoso.
Los investigadores encontraron que la intensidad de esta emisión metálica aumentaba significativamente a medida que el cometa se acercaba a nuestra estrella.
La ausencia simultánea de detección de hierro en los espectros obtenidos sugiere un mecanismo de liberación del níquel diferente de la simple sublimación. Los científicos proponen que el níquel podría estar unido a moléculas orgánicas complejas que se descomponen bajo el efecto de la radiación solar. Estos compuestos, llamados carbonilos metálicos, podrían liberar átomos de níquel a temperaturas muy inferiores a las necesarias para vaporizar el metal puro. Esta hipótesis explicaría por qué se observa níquel sin detectar hierro, siendo este último menos susceptible de formar este tipo de complejos volátiles.
Espectros UV/azul de 3I/ATLAS que muestran la emisión de níquel en diferentes períodos de observación.
Crédito: Rahatgaonkar et al.
Las observaciones complementarias del telescopio espacial James Webb revelaron otras particularidades químicas de este cometa interestelar. Su atmósfera, llamada coma, contiene una proporción inusualmente elevada de dióxido de carbono en comparación con el agua, una relación que difiere de la observada en la mayoría de los cometas de nuestro Sistema Solar. La detección simultánea de hielo de agua y monóxido de carbono sugiere una mezcla de materiales helados que se calientan progresivamente. Estas características químicas podrían reflejar las condiciones particulares del sistema estelar donde se formó este cometa, potencialmente hace miles de millones de años.
La continuación de las observaciones durante las próximas semanas promete nuevos descubrimientos sobre la composición de los materiales interestelares. Los astrónomos esperan detectar la emergencia de nuevas especies químicas y comprender mejor los procesos en marcha en este excepcional visitante interestelar. Estos estudios comparativos entre cometas interestelares y cometas del Sistema Solar nos ayudan a determinar si los ingredientes básicos para formar planetas son universales o varían según los entornos estelares.
Los cometas interestelares: mensajeros cósmicos
Los cometas interestelares como 3I/ATLAS representan una categoría de objetos celestes que no están ligados gravitacionalmente a una estrella particular. Viajan a través de la galaxia, atravesando ocasionalmente sistemas planetarios como el nuestro. Su alta velocidad y su trayectoria hiperbólica permiten distinguirlos de los cometas nativos de nuestro Sistema Solar.
Estos viajeros cósmicos se formaron alrededor de otras estrellas, probablemente en discos protoplanetarios similares al que dio origen a nuestro propio sistema. Su composición refleja las condiciones físicas y químicas particulares de su sistema de origen, lo que los convierte en muestras naturales de materiales extraterrestres. A diferencia de los meteoritos, no han sido modificados por la entrada en la atmósfera terrestre.
El estudio de estos objetos permite a los astrónomos comparar directamente la materia proveniente de diferentes sistemas estelares. Cada cometa interestelar detectado ofrece así una oportunidad única de probar si los procesos de formación planetaria son universales o si producen resultados diferentes según el entorno estelar. Su rareza y su paso rápido hacen que cada observación sea particularmente valiosa para la comunidad científica.
La espectroscopía astronómica: descifrar la luz de los astros
La espectroscopía es una técnica fundamental en astronomía que consiste en descomponer la luz de los objetos celestes en sus diferentes longitudes de onda. Cada elemento químico y cada molécula posee una firma espectral única, como una huella dactilar luminosa. Al analizar estos espectros, los científicos pueden determinar la composición química de objetos situados a años luz de distancia.
En el caso de 3I/ATLAS, los investigadores utilizaron espectrógrafos como X-shooter y UVES instalados en el Very Large Telescope en Chile. Estos instrumentos son capaces de detectar líneas de emisión específicas correspondientes a átomos de níquel excitados. La intensidad de estas líneas permite cuantificar la cantidad de níquel presente en la cabellera del cometa.
La detección de níquel sin hierro simultáneo es particularmente reveladora. Indica que el níquel no es liberado por simple calentamiento, sino probablemente por procesos químicos más complejos. Estas observaciones espectrales finas permiten remontarse a los mecanismos fisicoquímicos que ocurren en la superficie del cometa, incluso a distancias donde los instrumentos no pueden resolver directamente su estructura.