Un raro cometa procedente de fuera del sistema solar está proporcionando a los astrónomos una rara ventana a cómo es un sistema planetario "extraterrestre" nacido en un entorno completamente diferente al del sistema solar. El objeto, llamado 3I/ATLAS, fue descubierto hace menos de un año mientras viajaba a través de nuestro sistema solar. Si bien los científicos aún no saben exactamente dónde se originó, un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Michigan muestra que lo más probable es que el cometa se haya formado en una región inusualmente fría del universo.
La investigación fue publicada en el último número de "Nature Astronomy". El hallazgo principal es que el agua contenida en 3I/ATLAS es rica en un tipo especial de moléculas de agua llamada "agua pesada", que se caracteriza por un contenido anormalmente alto de deuterio (hidrógeno pesado). La investigación recibió financiamiento de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo Científico de Chile, entre otros. El equipo de investigación señaló que gracias a esta relación isotópica especial, los científicos pueden realizar "deducciones inversas" químicas sin precedentes sobre las condiciones de formación de otros sistemas planetarios en la Vía Láctea.
Las moléculas de agua están formadas por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno y tienen la fórmula química H₂O. En el agua corriente, los átomos de hidrógeno contienen sólo un protón; El deuterio, un isótopo más pesado del hidrógeno, tiene protones y neutrones en el núcleo. Los investigadores descubrieron que una proporción significativa de las moléculas de agua en 3I/ATLAS eran "agua deuterada", que es agua pesada que contiene deuterio. Se encuentra agua pesada en la Tierra y en los cometas de todo el sistema solar, pero la cantidad en 3I/ATLAS supera con creces las observaciones anteriores.
"La proporción de deuterio en agua pesada e hidrógeno ordinario en este cometa es mayor que la que vemos en otros sistemas planetarios y cometas planetarios", dijo Luis Salazar Manzano, primer autor del artículo y estudiante de doctorado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Michigan. El estudio muestra que la proporción deuterio/hidrógeno del agua en 3I/ATLAS es aproximadamente 30 veces mayor que la medida en cualquier cometa del sistema solar, y aproximadamente 40 veces mayor que la encontrada en los océanos de la Tierra. Esta proporción extrema sugiere que se formó en un ambiente extremadamente frío y recibió niveles de radiación mucho más bajos que el ambiente local cuando el sistema solar era joven.
El equipo de investigación científica señaló que las proporciones químicas como deuterio/hidrógeno en el agua son "huellas dactilares" importantes para comprender las condiciones de formación de cometas y planetas. Después de comparar las firmas químicas de 3I/ATLAS con los objetos del sistema solar, los investigadores concluyeron que el cometa probablemente nació en una región interestelar donde las temperaturas eran más frías y la radiación más débil. "Esto demuestra que las condiciones que contribuyeron a la formación de nuestro sistema solar no son un modelo universal en el universo". Teresa Paneque-Carreño, una de las codirectoras del artículo y profesora asistente de astronomía en la Universidad de Michigan, señaló: "Esto puede parecer obvio, pero muchos juicios científicos aparentemente 'obvios' deben confirmarse uno por uno con datos".
Para realizar un análisis químico tan detallado de un visitante interestelar, la suerte también es crucial. En primer lugar, 3I/ATLAS debe descubrirse lo suficientemente temprano en el sistema solar para que los astrónomos puedan aprovechar a tiempo el tiempo de observación de los principales telescopios. Después de completar la confirmación inicial, Salazar Manzano y su equipo solicitaron con éxito un tiempo de observación en el Observatorio MDM en Arizona, EE. UU., donde capturaron algunas de las primeras señales del gas liberado por el cometa.
Luego colaboró con Panek-Carreño, quien se especializa en estudios de composición molecular utilizando el telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile. ALMA es lo suficientemente sensible como para distinguir las débiles diferencias de señal entre el agua ordinaria y el agua pesada deuterada, lo que permite al equipo calcular directamente la relación entre las dos. Los científicos destacan que es la primera vez que se realiza con éxito un análisis de isótopos de agua tan finos en un objeto interestelar.
“Estar en la Universidad de Michigan y tener acceso a estas instalaciones es clave para hacer posible este trabajo”, afirmó Salazar Manzano. Dijo que los miembros del equipo tienen una rica experiencia y fortalezas complementarias en múltiples campos, lo que les permite integrar de manera eficiente diferentes datos de observación y dar explicaciones físicas que puedan resistir las pruebas.
Hasta el momento, la comunidad astronómica sólo ha confirmado tres visitantes interestelares en el sistema solar, uno de los cuales es 3I/ATLAS. Los investigadores creen que este estudio muestra que, siempre que las condiciones de observación lo permitan, el "examen físico" químico de objetos interestelares es completamente factible en el futuro, lo que abrirá una nueva ventana para comprender el proceso de formación de varios sistemas planetarios en la Vía Láctea. A medida que una nueva generación de instalaciones de estudio del cielo entre en funcionamiento, se espera que el descubrimiento de visitantes interestelares aumente significativamente.
Panek-Carreño también enfatizó que la importancia de proteger los cielos nocturnos oscuros y reducir la contaminación lumínica crece día a día. Sólo con un fondo de cielo suficientemente claro y oscuro los astrónomos podrán seguir captando estas débiles señales del espacio profundo.