Usando datos recopilados por el Very Large Telescope (VLT), un equipo de astrónomos ha descubierto hierro y níquel en la atmósfera de alrededor de 20 cometas diferentes del sistema solar, incluidos algunos ubicados lejos del Sol.
Estos hallazgos sorprenderán a los astrónomos porque, aunque se sabía que estos metales pesados existían en forma sólida en el interior de los cometas anteriormente, el vapor de dichos elementos solo se había asociado previamente con atmósferas cometarias en ambientes cálidos.
Esta es la primera vez que se ve tal vapor en las atmósferas más frías de los cometas que existen lejos de una estrella y podría indicar algún mecanismo o material previamente desconocido en la superficie de los cometas.
Fue una gran sorpresa detectar átomos de hierro y níquel en la atmósfera de todos los cometas que hemos observado en las últimas dos décadas, unos 20 de ellos, e incluso en algunos alejados del Sol en el ambiente frío del espacio, dice Jean Manfroid. de la Universidad de Lige, Bélgica.
ESO/L. Calada, Equipo SPECULOOS/E. Jehin, Manfroid et al.
Sin embargo, esta no fue la única sorpresa que encontró el equipo. Los astrónomos belgas que han estado estudiando cometas con el VLT durante 20 años observaron níquel y hierro en la atmósfera del cometa en cantidades iguales.
En general, el hierro es unas diez veces más abundante en el sistema solar que el níquel, y se cree que los cometas son material sobrante de la formación de cuerpos planetarios dentro del sistema solar. Eso significa que es un misterio por qué los cometas que observó el equipo deberían tener una abundancia relativamente grande de níquel.
Los cometas se formaron hace unos 4600 millones de años, en el muy joven Sistema Solar, y no han cambiado desde entonces. En ese sentido, son como fósiles para los astrónomos, Emmanuel Jehin, también de la Universidad de Lige. Este descubrimiento pasó desapercibido durante muchos años.
Manfroid y Jehin son dos de los autores de un artículo publicado en la última edición de la revista Nature que documenta los hallazgos del equipo. Y esa no es la única investigación que revela metal en la atmósfera de tal cuerpo publicada en Nature este mes.
El descubrimiento va acompañado de la revelación de que un equipo separado de investigadores, esta vez ubicado en Polonia, también encontró rastros de vapor de níquel en la atmósfera alrededor del visitante interestelar 2l/Borisov.
Este cometa puede sonar familiar, ya que apareció en los titulares en 2019 cuando se convirtió en el segundo objeto encontrado dentro del sistema solar que se originó fuera de nuestro sistema planetario.
Un artículo que detalla este segundo hallazgo también se publica en Nature este mes.
Rocas de metales pesados
Los astrónomos saben desde hace algún tiempo que existe una variedad de metales dentro de los interiores helados y rocosos de los cometas. Incluso ha habido sugerencias de que los cometas gastados podrían extraerse de metales preciosos o útiles como oro, plata, platino y hierro.
Esta imagen muestra un cometa ubicado en los confines del Sistema Solar: el cometa C/2016 R2 (PANSTARRS). (ESO/Equipo SPECULOOS/E. Jehin)
Sin embargo, no se esperaba que estos metales sólidos dentro de los cometas se encontraran como gases en la atmósfera del cuerpo, a menos que ese cuerpo esté pasando muy cerca de una estrella.
Es el calor de estos rozamientos cercanos con estrellas como el Sol lo que hace que los metales sólidos dentro de los cometas se sublimen, el proceso por el cual el material sólido cambia directamente a un estado gaseoso.
Eso significa que los cometas distantes en el ambiente frío del espacio lejos del calor del Sol no deberían tener atmósferas de metales pesados.
Sin embargo, a pesar de esto, los investigadores ahora han encontrado vapor de níquel y hierro en las atmósferas de los cometas a una distancia de hasta 480 millones de kilómetros del Sol. Una distancia que es tres unidades astronómicas, o tres veces la distancia entre el Sol y la Tierra.
Para hacer este descubrimiento, el equipo empleó la técnica de espectroscopia que revela las firmas de elementos químicos específicos y el instrumento Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) en el VLT para evaluar la composición química de las atmósferas de los cometas.
Las líneas espectrales de níquel y hierro encontradas por el equipo en las atmósferas de los cometas eran extremadamente débiles, lo que les lleva a creer que la razón por la que estos elementos se han perdido en el pasado se debe a su pequeña abundancia. El equipo dice que por cada 100 kg de agua en la atmósfera de los cometas que estudiaron, solo hay un gramo de hierro y níquel, respectivamente.
Los astrónomos belgas creen que las cantidades iguales de hierro y níquel junto con la sublimación a bajas temperaturas significan que hay algo por descubrir en la superficie de los cometas que estudiaron.
Una impresión artística del ELT completo, que podría desempeñar un papel importante en la investigación de las atmósferas cometarias. (ESO)
Por lo general, hay 10 veces más hierro que níquel, y en las atmósferas de esos cometas encontramos aproximadamente la misma cantidad de ambos elementos, explica Damien Hutsemkers, también miembro del equipo belga de la Universidad de Lige. de un tipo especial de material en la superficie del núcleo del cometa, que se sublima a una temperatura bastante baja y libera hierro y níquel en aproximadamente las mismas proporciones.
El equipo tiene la intención de intentar utilizar una nueva tecnología de telescopio, como el generador de imágenes y espectrógrafo ELT de infrarrojo medio (METIS) en el próximo Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, actualmente en construcción en la región del desierto de Atacama, en el norte de Chile, para descubrir qué es este material.
Los hallazgos de este equipo van acompañados de la revelación de que también se ha descubierto vapor de níquel en la atmósfera de 2I/Borisov.
2I/Borisov: El Intruso Interestelar que sigue dando
El descubrimiento de que el metal también está presente en la atmósfera del visitante interestelar 2I/Borisov fue realizado por un equipo de astrónomos en Polonia. El equipo también utilizó el VLT para vislumbrar el cometa interestelar a su paso por el sistema solar.
Los datos recopilados con el espectrógrafo VLTs X-Shooter revelaron vapor de níquel en el entorno envolvente frío 2I/Borisov.
ESO/L. Calada/O. Hainaut, P. Guzik y M. Drahus
El descubrimiento marca otra sorpresa para los astrónomos, ya que nuevamente detalla el descubrimiento de metales pesados sublimados en una atmósfera fría.
Al principio nos costó creer que el níquel atómico pudiera estar realmente presente en 2I/Borisov tan lejos del Sol, dice Piotr Guzik, de la Universidad Jagellónica de Polonia, coautor de este segundo estudio. Fueron necesarias numerosas pruebas y verificaciones antes de que finalmente pudiéramos convencernos a nosotros mismos.
Este último estudio muestra que el níquel no estuvo presente únicamente durante la formación de nuestro sistema solar, pero como se puede ver en un cometa de otro grupo planetario, bien puede ser común en muchos de esos conglomerados.
De repente comprendimos que el níquel gaseoso está presente en las atmósferas cometarias en otros rincones de la Galaxia, Micha Drahus, también de la Universidad Jagiellonian y otro de los coautores del artículo, dice.
Al unísono, estos dos estudios indican que los cometas de este sistema solar y el visitante interestelar 2I/Borisov comparten muchas similitudes. Dahus agrega: Ahora imagine que los cometas de nuestro Sistema Solar tienen sus verdaderos análogos en otros sistemas planetarios, ¿qué tan genial es eso?
Mientras tanto, Jehin cree que estos estudios podrían inspirar futuras investigaciones sobre los cuerpos de los cometas y sus atmósferas, y un nuevo examen de los datos ya recopilados.
Ahora la gente buscará esas líneas en sus datos de archivo de otros telescopios, concluye el investigador de la Universidad de Lige. Creemos que esto también desencadenará nuevos trabajos sobre el tema.
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