Persbericht

Eerste interstellaire komeet is mogelijk de meest ongerepte die ooit is gevonden

30 maart 2021

Nieuwe waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) wijzen erop dat de komeet 2I/Borisov – de tweede en meest recente interstellaire bezoeker aan ons zonnestelsel – een van de meest ongerepte is die ooit is waargenomen. Astronomen vermoeden dat de komeet hoogstwaarschijnlijk nooit eerder in de buurt van een ster is geweest en een onverstoord overblijfsel was van de wolk van gas en stof waaruit hij is ontstaan.

2I/Borisov werd in augustus 2019 ontdekt door amateur-astronoom Gennady Borisov, en een paar weken later bleek dat het object van ver buiten ons zonnestelsel afkomstig moest zijn. ‘2I/Borisov zou wel eens de eerste echt maagdelijke komeet kunnen zijn die ooit is waargenomen’, zegt Stefano Bagnulo van de Armagh Sterrenwacht en Planetarium in Noord-Ierland (VK), die leiding gaf aan nieuw onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Nature Communications zijn gepubliceerd. Het onderzoeksteam denkt dat de komeet, tot aan zijn vlucht langs de zon in 2019, nooit in de buurt van een ster was geweest.

Bagnulo en zijn collega’s gebruikten het FORS2-instrument van ESO’s VLT, in het noorden van Chili, om 2I/Borisov nauwgezet te onderzoeken met behulp van een techniek die polarimetrie [1] heet. Omdat deze techniek vaak wordt gebruikt bij het onderzoek van kometen en andere kleine hemellichamen in ons zonnestelsel, kon het team de interstellaire bezoeker vervolgens vergelijken met onze lokale kometen.

De astronomen ontdekten dat de polarimetrische eigenschappen van 2I/Borisov duidelijk afwijken van die van de kometen in ons eigen zonnestelsel, met uitzondering van Hale-Bopp. Komeet Hale-Bopp trok eind jaren 90 van de vorige eeuw veel aandacht, omdat hij gemakkelijk te zien was met het blote oog, en ook omdat hij een van de meest ongerepte kometen was die astronomen ooit hadden gezien. Vermoed wordt dat Hale-Bopp voor zijn meest recente passage pas één keer eerder in de buurt van de zon was geweest en daardoor nog maar nauwelijks was aangetast door de zonnewind en -straling. Daardoor vertoont zijn samenstelling sterke overeenkomsten met de wolk van gas en stof waaruit hij – en de rest van het zonnestelsel – ongeveer 4,5 miljard jaar geleden is ontstaan.

Door de polarisatie en de kleur van 2I/Borisov te analyseren, om zo meer te weten te komen over zijn samenstelling, is het onderzoeksteam nu tot de conclusie gekomen dat deze komeet nog maagdelijker is dan Hale-Bopp. Dit betekent dat hij de onaangetaste signaturen met zich draagt van de wolk van gas en stof waaruit hij is ontstaan.

‘Het feit dat de twee kometen opvallende overeenkomsten vertonen, wijst erop dat de omgeving waar 2I/Borisov vandaan komt qua samenstelling niet erg verschilt van het vroege zonnestelsel,’ zegt medeauteur Alberto Cellino van de Astrofysische Sterrenwacht van Torino – onderdeel van het Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF), Italië.

Olivier Hainaut, een astronoom bij ESO in Duitsland die kometen en andere kleine objecten die de aarde dicht kunnen naderen onderzoekt, maar zelf niet bij dit onderzoek betrokken was, valt Cellino bij. ‘De conclusie dat 2I/Borisov anders is dan andere kometen, met uitzondering van Hale-Bopp, staat als een huis,’ zegt hij. ‘Het is heel aannemelijk dat ze onder sterk vergelijkbare omstandigheden zijn ontstaan.’

‘Het opduiken van 2I/Borisov uit de interstellaire ruimte gaf ons de unieke gelegenheid om de samenstelling te onderzoeken van een komeet die uit een ander planetenstelsel afkomstig is, en te onderzoeken of het materiaal dat deze komeet verliest in welk opzicht dan ook afwijkt van dat van onze ‘inheemse’ kometen,’ legt Ludmilla Kolokolova van de Universiteit van Maryland (VS), die wel bij het in Nature Communications gepubliceerde onderzoek betrokken was, uit.

Bagnulo hoopt dat astronomen voor het einde van dit decennium nog een betere kans krijgen om een interstellaire komeet te onderzoeken. ‘ESA is van plan om in 2029 een ruimtesonde te lanceren die een volgend interstellair object zou kunnen bereiken, mits het een geschikte koers volgt,’ zegt hij, verwijzend naar een komende missie van het Europese ruimteagentschap ESA.

Een voorgeschiedenis gehuld in stof

Zelfs zonder ruimtemissie kunnen astronomen, met behulp van de vele telescopen op aarde, meer inzicht krijgen in de diverse eigenschappen van interstellaire kometen zoals 2I/Borisov. ‘Stel je eens voor hoeveel geluk we hadden dat een komeet uit een planetenstelsel lichtjaren hiervandaan bij toeval bij ons kwam buurten,’ zegt Bin Yang, ESO-astronoom in Chili, die de tocht van 2I/Borisov door ons zonnestelsel eveneens aangreep om deze geheimzinnige komeet te onderzoeken. De resultaten van haar team zijn gepubliceerd in Nature Astronomy.

Yang en haar team gebruikten gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin ESO partner is, en van ESO’s VLT om de stofdeeltjes van 2I/Borisov te onderzoeken en zo meer te weten te komen over het thuisstelsel van de komeet.

Ze ontdekten dat de coma van 2I/Borisov – het omhulsel van stof rond de kern van komeet – compacte gruisdeeltjes van minstens een millimeter groot bevat. Daarnaast stelden zij vast dat de verhouding tussen de hoeveelheden koolstofmonoxide en water in de komeet drastisch veranderde tijdens diens nadering van de zon. Het team, waar ook Olivier Hainaut deel van uitmaakt, zegt dat dit erop wijst dat de komeet uit materialen bestaat die op verschillende plekken in diens planetenstelsel zijn gevormd.

De waarnemingen van Yang en haar team doen vermoeden dat er in het thuisstelsel van 2I/Borisov vermenging heeft plaatsgevonden tussen materie uit de omgeving van zijn ster en materie verder daarvandaan. Mogelijk is deze vermenging veroorzaakt door grote gasplaneten die met hun sterke zwaartekracht de materie in het stelsel in beroering hebben gebracht. Astronomen denken dat iets soortgelijks zich ook vroeg in de geschiedenis van ons eigen zonnestelsel heeft afgespeeld.

Hoewel 2I/Borisov de eerste interstellaire komeet was die onze zon passeerde, was hij niet de eerste interstellaire bezoeker. Het eerste interstellaire object dat tijdens een bezoek aan ons zonnestelsel is waargenomen, en in 2017 eveneens met ESO’s VLT is waargenomen, was ʻOumuamua. ʻOumuamua werd aanvankelijk als komeet geclassificeerd, maar omdat hij geen coma vertoonde wordt hij inmiddels als een planetoïde beschouwd.

Noten

[1] Polarimetrie is een techniek waarmee de polarisatie van licht wordt gemeten. Licht raakt bijvoorbeeld gepolariseerd wanneer het door bepaald materiaal heen gaat, zoals de glazen van een polariserende zonnebril of het stof van een komeet. Door de eigenschappen te onderzoeken van zonlicht dat door kometenstof is gepolariseerd, kunnen wetenschappers inzicht krijgen in de fysische en chemische eigenschappen van kometen.

Meer informatie

De resultaten van het onderzoek dat in het eerste deel van dit persbericht aan bod komt zijn te vinden in het artikel ‘Unusual polarimetric properties for interstellar comet 2I/Borisov’ dat in Nature Communications verschijnt (doi: 10.1038/s41467-021-22000-x). Het tweede deel van het persbericht heeft betrekking op het onderzoek ‘Compact pebbles and the evolution of volatiles in the interstellar comet 2I/Borisov’ dat in Nature Astronomy verschijnt (doi: 10.1038/s41550-021-01336-w).

Het team van het eerste onderzoek bestaat uit S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, VK [Armagh]), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italië), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, VS), R. Nežič (Armagh; Mullard Space Science Laboratory, University College London, VK; Centre for Planetary Science, University College London/Birkbeck, VK), T. Santana-Ros (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spanje; Institut de Ciencies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spanje), G. Borisov (Armagh; Institute of Astronomy and National Astronomical Observatory, Bulgarian Academy of Sciences, Bulgarije), A.A. Christou (Armagh), Ph. Bendjoya (Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, Frankrijk) en M. Devogele (Arecibo Observatory, University of Central Florida, VS).

Het tweede onderzoeksteam bestaat uit Bin Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chili [ESO Chili]), Aigen Li (Department of Physics and Astronomy, University of Missouri, Columbia, VS), Martin A. Cordiner (Astrochemistry Laboratory, NASA Goddard Space Flight Centre, VS, en Department of Physics, Catholic University of America, Washington, DC, VS), Chin-Shin Chang (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chili [JAO]), Olivier R. Hainaut (European Southern Observatory, Garching, Duitsland), Jonathan P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, Honolulu, VS [IfA Hawai‘i]), Karen J. Meech (IfA Hawai‘i), Jacqueline V. Keane (IfA Hawai’i) en Eric Villard (JAO en ESO Chili).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili, met Australië als strategische partner. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT) en haar toonaangevende Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen – VISTA, die in het infrarood werkt, en de op zichtbare golflengten opererende VLT Survey Telescope. Ook op Paranal zal ESO onderkomen bieden aan en het beheer voeren over de Cherenkov Telescope Array South, ’s werelds grootste en meest gevoelige observatorium van gammastraling. ESO speelt tevens een belangrijke partnerrol bij twee faciliteiten op Chajnantor, APEX en ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Extremely Large Telescope, de ELT, die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van ESO, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO (namens haar lidstaten), door de NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science Council of Taiwan (NSC), en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). De bouw en het beheer van ALMA worden geleid door ESO (namens haar lidstaten); door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat namens Noord-Amerika wordt bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).

Links

• Bagnulo et. al, Nature Communications
• Yang et. al, Nature Astronomy
• Foto’s van de VLT
• Foto’s van ALMA
• Voor wetenschappers: heb je een verhaal? Promoot je onderzoek

Contact

Stefano Bagnulo
Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, UK
Tel: +44 (0)28 3752 3689
E-mail: Stefano.Bagnulo@Armagh.ac.uk

Alberto Cellino
INAF Torino
Turin, Italy
Tel: +39 011 8101933
E-mail: alberto.cellino@inaf.it

Ludmilla Kolokolova
Department of Astronomy, University of Maryland
College Park, Maryland, USA
Tel: +1-301-405-1539
E-mail: lkolokol@umd.edu

Bin Yang
European Southern Observatory
Santiago, Chile
E-mail: byang@eso.org

Olivier Hainaut
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6752
Mobiel: +49 151 2262 0554
E-mail: ohainaut@eso.org

Bárbara Ferreira
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobiel: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media