Komunikat prasowy

Pierwsza międzygwiazdowa kometa może być najbardziej pierwotną

30 marca 2021

Nowe obserwacje z należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) teleskopu VLT wskazują, że kometa 2I/Borisov, która jest dopiero drugim, niedawno wykrytym międzygwiezdnym przybyszem do naszego Układu Słonecznego, jest jedną z najbardziej pierwotnych dotąd zaobserwowanych. Astronomowie przypuszczają, że kometa prawdopodobnie nigdy nie przeszła blisko gwiazdy, a więc jest niezaburzonym reliktem z obłoku gazu i pyłu, z którego się uformowała

Obiekt 2I/Borisov został odkryty przez miłośnika astronomii Giennadija Borysowa w sierpniu 2019 r. i potwierdzono, iż kilka tygodni wcześniej przybył spoza Układu Słonecznego. „2I/Borisov może reprezentować najbardziej pierwotną kometę, jaką kiedykolwiek obserwowaliśmy” mówi Stefano Bagnulo z Armagh Observatory and Planetarium (Irlandia Północna, Wielka Brytania), który kierował nowymi badaniami opublikowanymi dzisiaj w Nature Communications. Badacze uważają, że kometa nigdy nie przeszła blisko żadnej gwiazdy, zanim przeleciała koło Słońca w 2019 r.

Bagnulo i jego współpracownicy używali instrumentu FORS2 na należącym do ESO teleskopie VLT, położonym w północnym Chile, aby szczegółowo zbadać 2I/Borisov przy pomocy techniki zwanej polarymetrią [1]. Ponieważ ta technika jest regularnie używana do badania komet i innych małych ciał Układu Słonecznego, pozwoliło to naukowcom na porównanie międzygwiezdnego przybysza z lokalnymi kometa.

Zespół odkrył, że 2I/Borisov ma własności polarymetryczne różniące się od komet Układu Słonecznego, z wyjątkiem komety Hale’s-Boppa. Kometa Hale’a-Boppa przyciągneła duże publiczne zainteresowanie pod koniec lat 90., ponieważ była bardzo łatwo widoczna gołym okiem, a także ponieważ była jedną z najbardziej pierwotnych komet, jakie astronomowie kiedykolwiek obserwowali. Uważa się, iż do momentu swojego niedawnego przejścia, kometa Hale’a-Boppa przeszła koło Słońca tylko raz, a zatem w niewielkim stopniu wpłynął na nią wiatr słoneczny i promieniowanie. Oznacza to, że była pierwotna, ze składem bardzo podobnym do tego, jaki miał obłok gazu i pyłu, z które powstała (a także reszta Układu Słonecznego) około 4,5 miliarda lat temu.

Analizując polaryzację i kolor komety, aby zebrać wskazówki na temat jej składu, zespół doszedł do wniosku, iż 2I/Borisov jest w rzeczywistości jeszcze bardziej pierwotna niż kometa Hale’a-Boppa. To znaczy, że niesie nieskażone ślady obłoku gazu i pyłu, z którego się uformowała.

„Fakt, że dwie komety są mocno podobne sugeruje, że środowisko, z którego pochodzi 2I/Borisov, nie jest zbyt różniące się w składzie od środowiska we wczesnym Układzie Słonecznym” mówi współautor badań Alberto Cellino z Astrophysical Observatory of Torino, National Institute for Astrophysics (INAF) we Włoszech.

Olivier Hainaut, astronom z ESO w Niemczech, który bada komety i inne tzw. obiekty bliskie Ziemi, ale nie był zaangażowany w opisane badania, zgadza się z taką tezą: „Główny wynik – że 2I/Borisov nie jak żadna inna kometa, z wyjątkiem komety Hale’a–Boppa — jest bardzo mocne” – mówi, dodając, że „jest bardzo prawdopodobne, iż powstały w bardzo podobnych warunkach”.

„Przybycie 2I/Borisov z przestrzeni międzygwiazdowej dało pierwszą szansę na zbadanie składu komety z innego systemu planetarnego i sprawdzenie czy materiał, który pochodzi z tej komety, jest w jakiś sposób podobny do naszego rodzimego” wyjaśnia Ludmilla Kolokolova, z University of Maryland w USA, która była zaangażowana w badania opisane w „Nature Communications”. 

Bagnulo ma nadzieję, że astronomowie będą mieli inną, być może nawet lepszą, szansę na zbadanie obcej komety zanim skończy się obecna dekada. „ESA planuje wystrzelenie sondy Comet Interceptor w 2029 roku. Ma mieć ona zdolność dotarcia do innego wizytującego nasz układ obiektu międzygwiazdowego, jeśli jakiś zostanie odkryty i będzie miał odpowiednią trajektorię” mówi, odnoszą się do przyszłej misji Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Historia pochodzenia ukryta w pyle

Nawet bez misji kosmicznej astronomowie mogą używać wielu teleskopów naziemnych do uzyskania wglądu w różne własności obcych komet, takich jak 2I/Borisov. „Wyobraźmy sobie jak szczęście mieliśmy, gdy kometa z systemu odległego o lata świetlne po prostu przypadkowo wybrała się na wycieczkę do naszych drzwi” mówi Bin Yang, astronom z ESO w Chile, która wykorzystała przejście 2I/Borisov przez Układ Słoneczny do zbadania tej zagadkowej komety. Wyniki jej zespołu zostały opublikowane w Nature Astronomy.

Yang i jej zespół użyli danych z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), w której ESO jest partnerem, a także z należącego do ESO teleskopu VLT, aby zbadać ziarna pyłu 2I/Borisov w celu zebrania wskazówek o narodzinach komety i warunkach w jej rodzinnym systemie. 

Badacze odkryli, że koma komety 2I/Borisov — otoczka pyłu otaczającego główną część komety — zawiera zwarte „kamyczki”, ziarna o rozmiarach około milimetra. Co więcej, okazało się, że względna ilość tlenku węgla i wody w komecie zmieniła się drastycznie, gdy obiekt zbliżył się do Słońca. Zespół, w którego składzie jest także Olivier Hainaut, komentuje, iż wskazuje to na to, że kometa jest zbudowana z materiału, który uformował się w innych miejscach w swoim systemie planetarnym.

Obserwacje Yang i jej grupy sugerują, że materia w planetarnym domu 2I/Borisov została zmieszana od bliskiej gwieździe do dalszej, być może z powodu istnienia olbrzymich planet, których silna grawitacja wprawiała w ruch materiał w tym systemie. Astronomowie uważają, że podobny proces zachodził we wczesnym etapie istnienia Układu Słonecznego.

O ile 2I/Borisov była pierwszą obcą kometą przechodzącą obok Słońca, nie była pierwszy międzygwiezdnym przybyszem. Pierwszy obiektem międzygwiazdowym, który zaobserwowano podczas przemieszczania się przez Układ Słoneczny, jest ʻOumuamua, badana przez teleskop VLT w roku 2017. Początkowo sklasyfikowana jako kometa, później zmieniono jej kategorię na planetoidę, ponieważ nie miała komy.

Więcej informacji

Wyniki badań opisane w pierwszej części niniejszego komunikatu zostały zaprezentowane w artykule pt. “Unusual polarimetric properties for interstellar comet 2I/Borisov”, który ukaże się w Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-021-22000-x). Druga część zawarta w komunikacie przedstawia badania pt. “Compact pebbles and the evolution of volatiles in the interstellar comet 2I/Borisov”, które ukażą się w Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-021-01336-w).

Skład zespołu dla pierwszych badań: S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, Wielka Brytania [Armagh]), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Włochy), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, Wielka Brytania), R. Nežič (Armagh; Mullard Space Science Laboratory, University College London, Wielka Brytania; Centre for Planetary Science, University College London/Birkbeck, Wielka Brytania), T. Santana-Ros (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spain; Institut de Ciencies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Hiszpania), G. Borisov (Armagh; Institute of Astronomy and National Astronomical Observatory, Bulgarian Academy of Sciences, Bułgaria), A. A. Christou (Armagh), Ph. Bendjoya (Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, France) oraz M. Devogele (Arecibo Observatory, University of Central Florida, USA).

Skład zespołu dla drugich badań: Bin Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]), Aigen Li (Department of Physics and Astronomy, University of Missouri, Columbia, USA), Martin A. Cordiner (Astrochemistry Laboratory, NASA Goddard Space Flight Centre, USA and Department of Physics, Catholic University of America, Washington, DC, USA), Chin-Shin Chang (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile [JAO]), Olivier R. Hainaut (European Southern Observatory, Garching, Niemcy), Jonathan P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, Honolulu, USA [IfA Hawai‘i]), Karen J. Meech (IfA Hawai‘i), Jacqueline V. Keane (IfA Hawai‘i) oraz Eric Villard (JAO and ESO Chile).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia (IA/FCUL) strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym kompleksem badawczym w ramach partnerstwa pomiędzy ESO, U.S. National Science Foundation (NSF) oraz National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez NSF we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) i National Science Council of Taiwan (NSC) oraz przez NINS we współpracy z Academia Sinica (AS) na Tajwanie i Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Budowa i zarządzanie ALMA są kierowane przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), w imieniu Ameryki Północnej oraz przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) w imieniu Azji Wschodniej. Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia zunifikowane kierowanie i zarządzanie budową, testowaniem i działaniem ALMA.

Linki

• Publikacje naukowe:
• Bagnulo et. al, Nature Communications
• Yang et. al, Nature Astronomy
• Zdjęcia VLT
• Zdjecia ALMA
• Dla naukowców: masz ciekawy temat? Przedstaw swoje badania

Kontakt

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
Tel. kom.: +49 151 2262 0554
E-mail: ohainaut@eso.org

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

Krzysztof Czart (press contact Polska)
ESO Science Outreach Network and Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
Email: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2106