I den sommaren 2019 , ett team av astronomer från NASA, ESA och Internationellt vetenskapligt optiskt nätverk (ISON) meddelade upptäckten av kometen 2I/Borisov. Denna komet var den enda andra interstellära besökaren som observerades passerade genom vårt solsystem och kom i hälarna på den mystiska 'Oumuamua'. Av denna anledning tittade astronomer från hela världen uppmärksamt på denna komet när den gjorde sitt närmaste pass till solen.
En sådan grupp, ledd av Martin Cordiner och Stefanie Milam från NASA:s Goddard Space Flight Center, observerade 2I/Borisov med hjälp av ESO:s Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i de chilenska Anderna. Detta gjorde det möjligt för dem att observera gaserna 2I/Borisov som frigjordes när den rörde sig närmare vår sol, vilket gav de första kemiska sammansättningsavläsningarna någonsin av ett interstellärt objekt.
Astronomer är naturligtvis intresserade av studiet av kometer eftersom de i huvudsak är material som blivit över från solsystemets bildande. Dessutom tillbringar de större delen av sitt liv på stora avstånd från vilken stjärna som helst och i mycket kalla miljöer. Majoriteten av kometer som observerats i solsystemet, till exempel, har sitt ursprung i Cooper bälte eller den Oort moln , beroende på om de är kortperiodiska eller långperiodiska kometer.
Dessutom har kometernas inre sammansättning inte förändrats nämnvärt sedan solsystemets bildande. Därför kan studiet av deras interiör berätta mycket för forskare om de processer som inträffade under deras födelse i protoplanetära skivor. Detta blir möjligt när kometer närmar sig sina solar och deras isar börjar sublimeras (en process som kallas 'utgasning').
Interstellära kometer är av särskilt intresse för astronomer eftersom de kan berätta en hel del om bildandet och utvecklingen av andra stjärnsystem än våra egna. När de observerade 2I/Borisov upptäckte teamet två typer av gasmolekyler som kastades ut från kometen: vätecyanid (CHN) och kolmonoxid (CO). Studien som beskriver dessa fynd dök nyligen upp i tidskriften Natur .
Medan teamet förväntade sig att se den förstnämnda, som finns i 2I/Borisov i liknande koncentrationer som vad som har observerats i solsystemets kometer, blev de förvånade över att se stora mängder CO också. Faktum är att CO-koncentrationerna uppskattades vara 9 till 26 gånger högre än den genomsnittliga kometen i solsystemet eller någon komet som upptäckts inom 2 AU från solen (dubbelt avståndet mellan jorden och solen.)
'Kometen måste ha bildats av material som är mycket rikt på CO-is, som bara finns vid de lägsta temperaturer som finns i rymden, under -420 grader Fahrenheit (-250 grader Celsius), säger planetforskaren Stefanie Milam i en nyligen publicerad tidskrift. NRAO pressmeddelande .
ALMA-bilder som visar vätecyanid (HCN) och kolmonoxid (CO) gas som frigörs från 2I/Borisov. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Cordiner & S. Milam; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Även om CO är en av de mest rikliga molekylerna i rymden och finns inuti de flesta kometer, finns det vanligtvis enorma variationer när det gäller dess koncentration i kometer - av orsaker som fortfarande är okända. Detta kan vara ett resultat av var de bildades i solsystemet och/eller hur ofta en komet kommer närmare solen och förlorar en del av sina lättare förångade isar. Som astrokemisten Martin Cordiner förklarade :
'Det här är första gången vi någonsin har tittat in i en komet utanför vårt solsystem, och den skiljer sig dramatiskt från de flesta andra kometer vi har sett tidigare... Om de gaser vi observerade återspeglar sammansättningen av 2I/Borisovs födelseplats, då den visar att den kan ha bildats på ett annat sätt än våra egna solsystemkometer, i ett extremt kallt, yttre område av ett avlägset planetsystem.'
I alla tidigare fall där ALMA använts för att studera protoplanetära skivor, hittades dessa skivor runt solliknande stjärnor. Samtidigt sträckte sig många skivor långt bortom där kometer i solsystemet tros ha bildats och innehöll stora mängder extremt kall gas och damm. Medan teamet bara kan spekulera vid det här laget, tror de att det är möjligt att 2I/Borisov kom från en av dessa större diskar.
Med tanke på den hastighet med vilken den färdades genom vårt solsystem (33 km/s; 21 mps) misstänker astronomer att 2I/Borisov sannolikt har sparkats ut ur sitt värdsystem av gravitationsinteraktion – möjligen från en stjärna som passerar eller en jätte. planet. Efter det tros det ha tillbringat miljoner eller miljarder år på att resa genom den extrema kylan i det interstellära rymden innan den anlände till vårt solsystem.
Märkt version av fyra av de tjugo skivor som utgör ALMAs högsta upplösningsundersökning av närliggande protoplanetära skivor. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
2I/Borisov upptäcktes den 30 augusti 2019 av amatörastronomen Gennady Borisov, som den fick sitt namn för att hedra. Det enda andra objekt som observerades – 1I/’Oumuamua – var redan på väg ut ur solsystemet när det först upptäcktes, vilket gjorde det mycket svårt att studera objektet och avgöra om det var ett asteroid, en komet , till fragment av en komet , eller något helt annat (som en främmande rymdfarkoster eller övergivna ).
I 2I/Borisovs fall bekräftade närvaron av en aktiv gas- och dammkoma som omgav den att det var den första kända interstellära kometen som någonsin observerats. Det faktum att dess sammansättning inte liknar den hos kometer som observerats i solsystemet gör den bara mer tilltalande för forskare och är en inbjudan att hitta fler interstellära kometer. Som Milam Ställ det :
'2I/Borisov gav oss den första inblicken i kemin som formade ett annat planetsystem. Men först när vi kan jämföra objektet med andra interstellära kometer, kommer vi att lära oss om 2I/Borisov är ett specialfall, eller om varje interstellärt objekt har ovanligt höga nivåer av CO.”
Förutom de många markbaserade och rymdbaserade teleskop som kommer att leta efter interstellära asteroider och kometer i framtiden, finns det också övertygande bevis för att många interstellära objekt som anlände i det förflutna slutade med att stanna här . Det finns till och med förslag på plats att skicka en rymdfarkost till möte med ett interstellärt objekt i framtiden, som ESA:s Komet Interceptor .
Det finns inget att säga när nästa interstellära komet eller asteroid kommer att passera vårt solsystem, eller om vi kommer att kunna studera den på nära håll med hjälp av en rymdfarkost. En sak som är säker är att alla framtida besökare kommer att erbjuda astronomer möjligheten att lära sig mer om andra stjärnsystem, som deras sammansättning och hur planeter bildas inom dem.
Det internationella teamet bakom denna studie inkluderade medlemmar från Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (LESIA), STAR Institute, National Radio Astronomy Observatory (NRAO), Institut de RAdioastronomie Millimétrique (IRAM), flera universitet, NASA Jet Propulsion Laboratory och NASA HQ.
Sedan teamet som leds av Cordiner och Milam gjorde sina observationer, verkar 2I/Borisov ha gjort det delas i två objekt (aka. 'kalvning') Detta inträffade i slutet av mars när kometen var på väg tillbaka in i det interstellära rymden. Den ärevördiga Hubble kunde få en sista glimt av 'Lilla Boris och Big Boris' när de lämnade vårt solsystem, kanske för att aldrig ses igen.