Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha catturato la prima impronta chimica nel medio infrarosso di un oggetto interstellare, fornendo nuove informazioni sulla composizione della cometa 3I/ATLAS durante il suo allontanamento dal Sole. I risultati sono stati recentemente pubblicati su The Astrophysical Journal Letters .
I ricercatori hanno utilizzato lo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) del telescopio Webb durante due sessioni di osservazione dopo che la cometa ha raggiunto il punto di massima vicinanza al Sole. La prima serie di osservazioni si è svolta il 15 e il 16 dicembre, quando la cometa 3I/ATLAS si trovava a circa 205 milioni di miglia (329 milioni di chilometri) dal Sole. Una seconda serie di osservazioni è seguita il 27 dicembre, con la cometa a circa 236 milioni di miglia (379 milioni di chilometri) di distanza.
Il telescopio Webb rileva la presenza di metano su una cometa interstellare.
Per la prima volta, gli scienziati hanno identificato direttamente il gas metano su un visitatore interstellare.
Il metano è una sostanza estremamente volatile che può passare rapidamente dallo stato solido (ghiaccio) a quello gassoso. La sua comparsa solo dopo che la cometa era già passata vicino al Sole suggerisce che il metano fosse sepolto sotto la superficie. Secondo il team di ricerca, gli strati superiori della cometa avrebbero probabilmente protetto il ghiaccio di metano fino a quando il riscaldamento solare non fosse penetrato più in profondità nell’interno ghiacciato.
Anche la quantità di metano rispetto all’acqua ha sorpreso i ricercatori. Il rapporto è molto più elevato di quello che si osserva tipicamente nelle comete del nostro sistema solare, con solo una manciata di esempi noti che mostrano caratteristiche simili.
Insolitamente ricco di anidride carbonica
Le osservazioni hanno inoltre confermato un’altra caratteristica insolita di 3I/ATLAS. La cometa rilascia quantità eccezionalmente elevate di anidride carbonica rispetto all’acqua, superando di gran lunga i livelli comunemente misurati nelle comete del sistema solare.
Le misurazioni del metano e dell’anidride carbonica, prese nel loro insieme, indicano una storia di formazione significativamente diversa da quella della maggior parte delle comete originatesi attorno al nostro Sole. I risultati suggeriscono che 3I/ATLAS si sia formata in un ambiente chimico molto diverso prima di iniziare il suo viaggio nello spazio interstellare.
La produzione di gas diminuisce con l’allontanamento della cometa.
Webb ha anche monitorato come l’attività della cometa cambiava man mano che si allontanava dal Sole.
Gli scienziati hanno osservato un netto calo nella produzione di gas, con l’acqua che ha mostrato la diminuzione più marcata. Questo comportamento è prevedibile poiché la cometa riceve meno energia solare. Con l’abbassarsi delle temperature, una minore quantità di ghiaccio vaporizza dalla superficie e dagli strati prossimi alla superficie.
L’acqua è meno volatile del metano o dell’anidride carbonica, il che significa che la sua produzione di gas si arresta più rapidamente con il raffreddamento della cometa.
Come Webb ha misurato la composizione chimica della cometa
Le osservazioni sono state effettuate utilizzando lo spettrometro a media risoluzione del MIRI, uno strumento che separa la luce infrarossa nelle sue singole lunghezze d’onda. Analizzando queste lunghezze d’onda, i ricercatori possono determinare quali gas sono presenti.
Lo spettrometro funziona anche come unità di campo integrale, consentendo agli scienziati di ottenere uno spettro in ogni punto di una piccola regione di cielo. Questa capacità ha permesso al team non solo di identificare i gas che circondano il nucleo della cometa, ma anche di mappare la distribuzione di tali gas attorno all’oggetto.
Abstract
Presentiamo la prima caratterizzazione spettroscopica di un oggetto interstellare a lunghezze d’onda nel medio infrarosso. Le osservazioni post-perielio di 3I/ATLAS (3I) effettuate con lo spettrometro a media risoluzione JWST/MIRI sono state ottenute il 15-16 e il 27 dicembre 2025, quando l’oggetto si trovava a distanze eliocentriche di 2,20 e 2,54 au, rispettivamente. I nostri spettri nella banda 5-28 μm mostrano caratteristiche di fluorescenza di diverse specie gassose, tra cui la ν₂ , la banda banda dell’H₂O a 5,8-7,0 μm primaria ν₂ a e le bande calde associate del CO₂ intorno 15 μm e una transizione proibita del nichel atomico a 7,507 μm . Riportiamo inoltre la prima rilevazione diretta di CH₄ in un oggetto interstellare. Il forte aumento della produzione di CH₄ rispetto a H₂O suggerisce un passato esaurimento di CH₄ dagli strati più esterni, con il CH₄ osservato che emerge da materiale sotterraneo non elaborato. Il confronto dei tassi di produzione di volatili misurati durante le due epoche indica una significativa riduzione del degassamento complessivo in 12 giorni, con il livello di attività di H₂O misurato che diminuisce più rapidamente rispetto ad altre specie. Come mostrato attraverso la mappatura della chioma vicino al nucleo, 3I continua a mostrare una sorgente estesa di H Produzione di 2 O da grani ghiacciati intrappolati nella chioma. Le nostre misurazioni del tasso di produzione confermano che 3I ha un rapporto di miscelazione CO 2 :H 2 O fortemente aumentato rispetto alle comete tipiche del sistema solare, così come un valore CH 4 :H 2 O leggermente arricchito.
Materiale fornito dalla NASA . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Matthew Belyakov, Ian Wong, Bryce T. Bolin, M. Ryleigh Davis, Steven J. Bromley, Carey M. Lisse, Michael E. Brown. L’inventario dei volatili di 3I/ATLAS visto con JWST/MIRI . The Astrophysical Journal Letters , 2026; 1001 (1): L11 DOI: 10.3847/2041-8213/ae5700
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