La cometa interstellare 3I/ATLAS contiene una strana acqua mai vista prima nel nostro sistema solare.

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università del Michigan suggerisce che la cometa si sia formata in condizioni climatiche molto più fredde di quelle che hanno plasmato il nostro sistema solare. I risultati provengono da un’analisi dell’insolita composizione dell’acqua della cometa, che ha rivelato livelli straordinariamente elevati di deuterio, una forma più pesante dell’idrogeno.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature Astronomy e ha ricevuto il supporto della NASA, della National Science Foundation statunitense e dell’Agenzia nazionale cilena per la ricerca e lo sviluppo.

“Le nostre nuove osservazioni dimostrano che le condizioni che hanno portato alla formazione del nostro sistema solare sono molto diverse da quelle che hanno determinato l’evoluzione dei sistemi planetari in diverse parti della nostra galassia”, ha affermato Luis Salazar Manzano, autore principale dello studio e dottorando presso il Dipartimento di Astronomia dell’Università del Michigan.

Una cometa aliena contiene un’insolita “acqua pesante”.

Le molecole d’acqua sono composte da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno, da cui deriva la loro formula chimica H₂O _. Nell’acqua ordinaria, gli atomi di idrogeno contengono un solo protone. Alcune forme di acqua, tuttavia, contengono deuterio, un isotopo dell’idrogeno che include sia un protone che un neutrone.

I ricercatori hanno scoperto che la cometa 3I/ATLAS contiene una quantità eccezionalmente elevata di quest’acqua ricca di deuterio. Sebbene piccole quantità di acqua pesante siano presenti sulla Terra e nelle comete del nostro sistema solare, i livelli riscontrati in 3I/ATLAS erano notevolmente superiori.

“La quantità di deuterio rispetto all’idrogeno ordinario presente nell’acqua è superiore a qualsiasi altra quantità che abbiamo osservato in precedenza in altri sistemi planetari e comete planetarie”, ha affermato Salazar Manzano.

Secondo i ricercatori, il rapporto di deuterio nella cometa era circa 30 volte superiore a quello misurato nelle comete del nostro sistema solare e circa 40 volte superiore al rapporto riscontrato negli oceani terrestri.

Indizi su un luogo di nascita congelato

Gli scienziati utilizzano i livelli di deuterio come una sorta di impronta digitale chimica che rivela le condizioni presenti al momento della formazione degli oggetti celesti. Confrontando questi rapporti con quelli riscontrati in ambienti più vicini alla Terra, i ricercatori possono dedurre il tipo di ambiente che ha prodotto la cometa.

Il team ha concluso che 3I/ATLAS si è probabilmente formato in una regione molto più fredda, con livelli di radiazione inferiori rispetto all’ambiente che ha dato origine ai pianeti e alle comete del nostro sistema solare.

“Questa è la prova che le condizioni che hanno portato alla creazione del nostro sistema solare non sono onnipresenti nello spazio”, ha affermato Teresa Paneque-Carreño, co-autrice dello studio e professoressa associata di astronomia presso l’Università del Michigan. “Può sembrare ovvio, ma è una di quelle cose che bisogna dimostrare.”

Come gli scienziati hanno studiato 3I/ATLAS

I ricercatori hanno affermato che lo studio è stato possibile solo perché gli astronomi hanno individuato 3I/ATLAS con sufficiente anticipo da consentire osservazioni di follow-up dettagliate.

Dopo la scoperta, Salazar Manzano e i suoi collaboratori si sono assicurati del tempo di osservazione presso l’Osservatorio MDM in Arizona, dove hanno rilevato alcuni dei primi segnali di emissioni di gas dalla cometa (MDM è l’acronimo di Michigan, Dartmouth e Massachusetts Institute of Technology, i partner originari dell’osservatorio).

Salazar Manzano ha quindi collaborato con Paneque-Carreño, che ha apportato la sua esperienza nell’utilizzo dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA, in Cile. Gli strumenti di ALMA sono sufficientemente sensibili da distinguere l’acqua deuterata dall’acqua normale, consentendo al team di misurare con precisione il rapporto tra le due.

I ricercatori affermano che questa è la prima volta che gli scienziati sono riusciti a eseguire con successo questo tipo di analisi dell’acqua su un oggetto interstellare.

“Essere all’Università del Michigan e avere accesso a queste strutture è stato fondamentale per rendere possibile questo lavoro”, ha affermato Salazar Manzano. “Facevamo parte di un team di grande talento e con molta esperienza in diversi ambiti; ognuno di noi si completava a vicenda ed è questo che ci ha permesso di analizzare e interpretare questi set di dati.”

Potrebbero essere trovati altri visitatori interstellari

Lo studio dimostra inoltre che presto gli astronomi potrebbero essere in grado di analizzare chimicamente ulteriori oggetti interstellari per comprendere meglio come si formano i sistemi planetari nella galassia.

Finora, gli scienziati hanno identificato solo tre oggetti interstellari noti che entrano nel nostro sistema solare, ma i ricercatori prevedono che questo numero aumenterà man mano che osservatori più avanzati inizieranno a scandagliare il cielo.

Paneque-Carreño ha sottolineato che preservare l’oscurità del cielo notturno sarà fondamentale per avvistare questi deboli visitatori.

“Dobbiamo prenderci cura del nostro cielo notturno e mantenerlo limpido e buio in modo da poter individuare questi oggetti minuscoli e deboli”.

Tra la vasta diversità di specie chimiche, l’acqua si distingue come molecola essenziale per la vita e i processi astrofisici. Dal punto di vista dell’astrobiologia, l’acqua è un solvente fondamentale per la comparsa della vita sulla Terra ed è stata rilevata in tutto l’Universo come potenziale indicatore di ambienti abitabili al di là del nostro pianeta. Nel contesto della formazione di stelle e pianeti, l’acqua in fase gassosa agisce come un efficiente refrigerante, permettendo alle nubi molecolari di collassare per formare stelle. Allo stato solido, l’acqua riveste i granelli di polvere, consentendo loro di aderire più efficacemente e favorendo la rapida crescita dei nuclei planetari.L’acqua è stata rilevata sia allo stato gassoso che allo stato solido in tutta la nostra Galassia e nelle galassie ad alto redshift. Queste rilevazioni spaziano dalle nubi molecolari ai sistemi protostellari, dai nuclei prestellari ai dischi protoplanetari e ai corpi del Sistema Solare, inclusi comete, meteoriti, asteroidi attivi, pianeti e satelliti. Gli studi attuali mirano a collegare il percorso dell’acqua attraverso questi diversi ambienti per comprenderne l’origine e l’evoluzione nella formazione dei sistemi planetari.