La NASA anunció recientemente que los astrónomos utilizaron el telescopio espacial James Webb para obtener por primera vez la "huella química" de un cometa exterior al sistema solar - 3I/ATLAS - en la banda del infrarrojo medio, revelando que contiene metano y una gran cantidad de sustancias volátiles como el dióxido de carbono, lo que indica que este visitante interestelar puede haber nacido en un sistema planetario completamente diferente al sistema solar.
3I/ATLAS es un cometa interestelar poco común que no se originó en el sistema solar, pero irrumpió en nuestro vecindario interestelar después de separarse de sistemas planetarios alrededor de otras estrellas. El Telescopio Espacial Hubble tomó imágenes del cometa el 21 de julio de 2025, cuando se encontraba a unos 365 millones de kilómetros de la Tierra. Las últimas observaciones del Telescopio Webb han revelado aún más la composición química detallada del gas circundante en la banda del infrarrojo medio.
El equipo de investigación utilizó el instrumento de infrarrojo medio MIRI (Instrumento de infrarrojo medio) equipado con el telescopio Webb para realizar dos observaciones de seguimiento de 3I/ATLAS a medida que el cometa pasaba por el perihelio y se alejaba gradualmente del sol. La primera observación tuvo lugar los días 15 y 16 de diciembre de 2025, cuando el cometa se encontraba a unos 205 millones de millas (unos 329 millones de kilómetros) del sol; la segunda observación se llevó a cabo el 27 de diciembre, cuando se había alejado a una posición de unos 379 millones de kilómetros (236 millones de millas).
Los resultados de la observación muestran que esta es la primera vez que los humanos detectan directamente gas metano en un objeto interestelar. El metano es una sustancia muy volátil que cambia rápidamente de hielo sólido a gas, generalmente con un ligero aumento de temperatura. El metano detectado esta vez apareció después de que el cometa pasó el perihelio, lo que indica que el metano pudo haber estado enterrado bajo la superficie del núcleo del cometa durante mucho tiempo, protegido por la capa exterior de material, y no se volatilizaba ni escapaba en la etapa de calentamiento inicial.
Los científicos especulan que cuando 3I/ATLAS se acerca al sol, la luz solar continúa calentando el hielo en las capas más profundas del núcleo del cometa, provocando que el metano que previamente estaba envuelto y almacenado en su interior se libere y se difunda alrededor del cometa en forma de gas. Sorprendentemente, el metano detectado esta vez es relativamente abundante en comparación con el vapor de agua. Esta proporción química es extremadamente rara entre los cometas del sistema solar, lo que destaca la diferencia de composición entre este cometa interestelar y los cometas locales.
Además del metano, los espectros MIRI también confirmaron que el contenido de dióxido de carbono en 3I/ATLAS también es anormalmente alto. Este cometa liberó una proporción significativamente mayor de dióxido de carbono en relación con el agua que los cometas típicos del sistema solar. Combinada con la abundancia inusual de dos especies volátiles, metano y dióxido de carbono, el equipo de investigación cree que esta combinación apunta a un sitio de formación que es muy diferente del entorno que conocemos en el sistema solar primitivo.
Los investigadores señalaron que el alto contenido de metano y dióxido de carbono en 3I/ATLAS puede reflejar que la temperatura, la composición química y las condiciones de radiación del disco protoplanetario alrededor de su estrella madre son significativamente diferentes de las del sistema solar. Por ejemplo, puede haberse formado en una región más fría rica en ciertas moléculas basadas en carbono, o puede haber experimentado diferentes procesos de migración y evolución después de su formación, "sellando" firmas químicas en el hielo que son diferentes de las de los cometas del sistema solar.
Mientras el cometa continuaba orbitando lejos del Sol, el Telescopio Webb registró una disminución significativa en su actividad de liberación de gas, especialmente la disminución más significativa en la producción de vapor de agua. El equipo de investigación científica explicó que este fenómeno está en línea con las expectativas generales del proceso físico de los cometas: cuanto más lejos está un cometa del sol, menos calor recibe y la eficiencia de sublimación de los cuerpos de hielo superficiales e internos disminuye, por lo que disminuirá la tasa de liberación de gas de diversas sustancias volátiles.
El hielo de agua es menos volátil que el metano y el dióxido de carbono, por lo que cuando el cometa se aleje del sol y la temperatura siga bajando, la producción de vapor de agua será la primera en mostrar un fuerte descenso. Este cambio proporciona a los científicos una perspectiva dinámica para observar el comportamiento de liberación de diferentes volátiles en diferentes lugares de la órbita del cometa, limitando así la composición y estructura de los diferentes niveles dentro del núcleo del cometa.
A nivel técnico, esta observación se basó en el Espectrómetro de Resolución Media (Medium Resolution Spectrometer) en MIRI. El instrumento puede descomponer la luz del infrarrojo medio en diferentes longitudes de onda y adquirir simultáneamente datos espectrales en varios lugares de una pequeña zona del cielo en forma de una "Unidad de campo integral". De esta manera, los científicos pueden identificar las composiciones específicas de los gases que rodean el núcleo del cometa y mapear la distribución espacial de estos gases en la coma.
El análisis de las imágenes muestra que el vapor de agua se distribuye mucho más allá del núcleo del cometa, porque una cantidad significativa de agua se libera cuando se calientan las partículas de hielo en la coma. Por el contrario, el dióxido de carbono y el metano están más concentrados cerca del núcleo del cometa, lo que indica que se originan principalmente directamente de la sublimación de la capa de hielo dentro del núcleo del cometa. Al comparar la distribución espacial de diferentes tipos de gases, el equipo de investigación pudo caracterizar con mayor precisión las fuentes y los mecanismos de volatilización de los materiales en cada capa dentro de 3I/ATLAS.
Los astrónomos señalan que cada cometa interestelar es como una "muestra química" de un sistema planetario alienígena, que puede ayudar a los humanos a comparar los entornos de formación de planetas de diferentes sistemas estelares. Los resultados de las observaciones de 3I/ATLAS muestran que existen ricos y diversos sistemas planetarios y tipos químicos de pequeños cuerpos astronómicos en el universo, y el sistema solar es sólo una posibilidad. A medida que equipos como el Telescopio Webb continúen funcionando, se espera que en el futuro observaciones detalladas de más visitantes interestelares revelen aún más las condiciones de formación y las trayectorias de evolución de objetos helados en otros sistemas planetarios.
Los resultados de investigaciones relevantes se han publicado en "The Astrophysical Journal Letters", con el título "The Volatile Inventory of 3I/ATLAS as Seen with JWST/MIRI". El equipo de autores incluye a Matthew Belyakov, Ian Wong, Bryce T. Bolin, M. Ryleigh Davis, Steven J. Bromley, Carey M. Lisse y Michael E. Brown. El artículo se publicó oficialmente el 8 de abril de 2026.