La química del cometa interestelar 3I/ATLAS no se parece a nada que hayamos visto jamás: ScienceAlert

Todas las señales ya indicaban que el cometa interestelar 3I/ATLAS no se parecía a nada que hubiésemos visto jamás.

Cuando pasó a través del Sistema Solar interior el año pasado, el enjambre de telescopios que lo enfocaron reveló que no sólo no tenía igual en el Sistema Solar, sino que también era dramáticamente diferente de cualquiera de los dos objetos interestelares conocidos anteriormente, 1I/’Oumuamua y 2I/Borisov.

Ahora, un análisis profundo de algunas de las observaciones de mayor fidelidad sugiere que este extraño cometa puede ser casi tan antiguo como el propio Universo.

Al estudiar las proporciones de isótopos de hidrógeno y carbono, un equipo dirigido por el astrofísico molecular Martin Cordiner del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA ha descubierto que el cometa se formó en algún lugar muy frío y muy primordial, y que puede tener una antigüedad de 12 mil millones de años.

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“Este fue un momento especial. En medio de todos los rumores sobre tecnología extraterrestre, estaba surgiendo una fuerte narrativa científica de que 3I/ATLAS parecía parecerse mucho a nuestros cometas típicos del Sistema Solar”, dijo Cordiner a ScienceAlert.

“Sin embargo, las proporciones isotópicas que medimos con JWST muestran que no sólo es distinto, sino que probablemente también sea mucho más antiguo que nuestro Sistema Solar.

“De repente, ya no nos preguntamos ‘¿es esto un cometa?’, sino ‘¿qué puede decirnos este objeto único sobre la historia de nuestra galaxia?'”

La humanidad tuvo conocimiento de 3I/ATLAS por primera vez el 1 de julio de 2025, y aunque el interés público disminuyó un poco después de su máxima aproximación al Sol (perihelio) a finales de octubre de ese año, los científicos siguen ávidos de interés.

Incluso desde las primeras observaciones de 3I/ATLAS, los científicos sabían que era inusual. Su composición y la química de los gases que emitía a medida que se acercaba al Sol insinuaban una roca cuyo entorno de formación era profundamente diferente al del Sistema Solar.

Desde entonces, análisis de seguimiento han descubierto que el lugar de nacimiento de 3I/ATLAS era muy frío y distante, y las mediciones de velocidad sitúan su edad entre 3 y 11 mil millones de años.

Cordiner y sus colegas han realizado uno de los análisis más detallados hasta el momento, separando las observaciones infrarrojas del JWST y las observaciones de radio de ALMA de la química que tiene lugar en el coma del cometa.

Específicamente, estudiaron las proporciones de isótopos de hidrógeno y carbono, los cuales proporcionaron huellas digitales del misterioso pasado de 3I/ATLAS.

La química del cometa interestelar 3I/ATLAS no se parece a nada que hayamos visto jamás
Observaciones JWST de 3I/ATLAS. (NASA/Telescopio Espacial James Webb)

Se descubrió que el agua en coma contenía una cantidad inusual de hidrógeno pesado o deuterio.

Mientras tanto, los isótopos de carbono del cometa eran diferentes a los observados en los cometas, planetas, meteoritos o incluso en la mayoría de las regiones cercanas de formación de estrellas del Sistema Solar.

“Obtener evidencia tan definitiva de un origen distante (en el espacio y el tiempo) es suficiente para cambiar la narrativa científica y mostrar que este objeto es de hecho algo científicamente único e interesante”, dijo Cordiner.

Los dos resultados nos dicen cosas diferentes sobre el cometa.

El resultado del deuterio se basa en la proporción de hidrógeno pesado a hidrógeno, y está de acuerdo con análisis anteriores que encontraron una proporción particularmente grande de hidrógeno pesado.

Cordiner y sus colegas midieron una proporción de deuterio a hidrógeno del 0,98 por ciento en el agua del cometa. Esto es más de 10 veces mayor que las proporciones de deuterio en los cometas del Sistema Solar.

Según los modelos de química del hielo, se espera un enriquecimiento tan extremo de deuterio cuando se forma agua a temperaturas inferiores a aproximadamente 30 kelvin (-243 °C o -406 °F), preservando las firmas químicas de un ambiente profundamente congelado.

La química del cometa interestelar 3I/ATLAS no se parece a nada que hayamos visto jamás
Imagen de Gemini Sur de 3I/ATLAS que muestra la cola del cometa. (Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientist; Procesamiento de imágenes: J. Miller y M. Rodríguez (Observatorio Internacional Gemini/NSF NOIRLab), Rector de TA (Universidad de Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), M. Zamani (NSF NOIRLab))

Esto sugiere que gran parte del agua del cometa se formó en un ambiente extremadamente frío, probablemente lejos del calor de una estrella.

“La detección de agua con tanta cantidad de deuterio es sorprendente, ya que es muy diferente de cualquier otro objeto primitivo del sistema solar, y desafía nuestra comprensión de cómo se forman los hielos en el espacio”, dijo Cordiner.

Mientras tanto, los isótopos de carbono revelan un capítulo diferente en la historia de 3I/ATLAS.

El cometa contenía proporciones inusualmente altas de carbono-12 a carbono-13, lo que sugiere que se formó a partir de material que aún no había sido enriquecido en gran medida por generaciones de estrellas moribundas.

Esto se debe a que elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio no estuvieron presentes en grandes cantidades en el Universo hasta que unas pocas generaciones de estrellas vivieron y murieron.

En los motores de fusión de sus núcleos, las estrellas rompen átomos para formar elementos más pesados; durante sus muertes violentas, estos elementos se dispersan en el espacio, donde pueden incorporarse a objetos recién formados.

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Comparando las mediciones de carbono de 3I/ATLAS con modelos de cómo la química de la Vía Láctea ha cambiado con el tiempo, los investigadores estiman que el cometa podría haberse formado hace unos 11 o 12 mil millones de años, cuando la galaxia aún era relativamente joven.

Eso no es un hecho; También es posible que el cometa se haya formado en una región relativamente remota del espacio que no había sido esparcida por el polvo de estrellas moribundas, lo que dio como resultado una química de apariencia prístina que hace que el cometa parezca más viejo de lo que es.

“Hay ~200 mil millones de estrellas en la galaxia, cada una moviéndose en su propia órbita. Calcular las órbitas que interactúan de más de dos cuerpos es un problema notoriamente difícil en astrofísica, por lo que calcular las órbitas de todas las estrellas en la galaxia es completamente intratable, especialmente cuando se consideran las densidades (gravedades) mal definidas y los movimientos de las nubes interestelares, que pueden ejercer su propio tirón”, dijo Cordiner.

“Rastrear la órbita de 3I/ATLAS hace 10 millones de años es el límite actual de nuestras capacidades, por lo que parece que nunca se sabrá su origen preciso”.

Sin embargo, de cualquier manera, los resultados pueden usarse para comprender mejor la Vía Láctea.

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“Los cometas de nuestro propio Sistema Solar han estado en gran medida congelados en el tiempo desde su nacimiento en los albores del Sistema Solar”, explicó Cordiner.

“En un contexto astronómico, no es necesario alejarse mucho de una estrella para alcanzar las temperaturas extremadamente frías del espacio interestelar. Tan pronto como se alcanza esa temperatura (sólo 10-20 grados sobre el cero absoluto), no hay posibilidad de desgasificación ni de química impulsada térmicamente: todo permanece sólido como una roca”.

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Al momento de escribir este artículo, 3I/ATLAS se encuentra más allá de la órbita de Júpiter. Está en su viaje de ida y algún día abandonará el Sistema Solar para continuar su aventura épica a través de la galaxia.

Sin embargo, a pesar de que disminuye ante nuestra vista, todavía hay mucho que esta extraña roca tiene que enseñarnos.

“3I/ATLAS se encuentra ahora a 8 au del Sol (acercándose a la órbita de Saturno) y pasará más allá de la órbita de Plutón en 2029, saliendo de la heliosfera alrededor de 2035”, dijo Cordiner.

“Por lo tanto, todavía habría tiempo para ponernos al día si decidimos dedicar los recursos del mundo a ese problema”.

La investigación ha sido publicada en Nature Astronomy.