"Wehikuł czasu" z początków układu planetarnego. 2I/Borisov unikatem wśród komet

„2I/Borisov może reprezentować najbardziej pierwotną kometę, jaką kiedykolwiek obserwowaliśmy” - stwierdził Stefano Bagnulo z Armagh Observatory and Planetarium (Irlandia Północna, Wielka Brytania), który kierował nowymi badaniami opublikowanymi pod koniec marca 2021 r. w Nature Communications. Badacze uważają, że kometa nie przeszła nigdy blisko jakiejkolwiek gwiazdy, zanim przeleciała nieopodal 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. 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’a-Boppa, która to przyciągnęła duże publiczne zainteresowanie pod koniec lat 90. (była bardzo łatwo widoczna gołym okiem). Halle-Bopp okazała się przy tym jedną z najbardziej pierwotnych komet, jakie astronomowie kiedykolwiek obserwowali. Uważa się, że 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 którego powstała ona, 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, że 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 jest jak żadna inna kometa, z wyjątkiem komety Hale’a–Boppa - jest bardzo mocne” – podkreśla. Dodaje chwilę później, że „jest bardzo prawdopodobne, że powstały w bardzo analogicznych 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 Ludmiła Kołokołowa, z University of Maryland w USA (zaangażowana w badania opisane teraz 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” - zapowiada, odnosząc się do przyszłej misji Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Nawet jednak bez takiej misji kosmicznej w bliskiej perspektywie, astronomowie mogą używać wielu teleskopów naziemnych do uzyskania wglądu w różne własności obcych komet 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 projektu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), w którym 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 obiektu 2I/Borisov — czyli otoczka materii okalającej rdzeń komety — zawiera zwarte okruchy 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, podkreśla, że kometa musi być w takim przypadku 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 tej bliskiej gwieździe do rozrzuconej dalej) - 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 odkrytym międzygwiezdnym przybyszem. Takim 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.

Obiekt 2I/Borisov został natomiast odkryty przez miłośnika astronomii Giennadija Borysowa w sierpniu 2019 r. - potwierdzono wówczas, że kilka tygodni wcześniej przybył spoza Układu Słonecznego.

Źródło: ESO