Sorpresa! I metalli pesanti compaiono nelle fredde atmosfere di comete lontane

Anche la cometa ghiacciolo interstellare 2I / Borisov sembra contenere metalli pesanti. Questo mentre i metalli pesanti si trovano solitamente solo in ambienti caldi.

Gli astronomi sanno che gli interni polverosi e rocciosi delle comete contengono metalli pesanti. Ma poiché i metalli solidi di solito non sublimano (o diventano gassosi) a temperature più basse, non si aspettavano di trovarli nelle atmosfere fredde di comete lontane. Finora. Perché con l’aiuto del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, gli astronomi hanno ora sorprendentemente scoperto ferro e nichel nell’atmosfera gelida di comete a centinaia di milioni di chilometri dal sole.

Oggetti fossili
“Le comete si sono formate circa 4,6 miliardi di anni fa nel giovanissimo sistema solare”, ha detto il ricercatore Emmanuel Gehen. “Non sono veramente cambiate da allora. In un certo senso, le comete sono fossili astronomici.” Sebbene i ricercatori abbiano studiato questi “oggetti fossili” per quasi 20 anni, non hanno ancora osservato la presenza di nichel e ferro nella loro atmosfera. “Non notavamo questa scoperta da anni”, dice Gehen.

Diverse distanze
I ricercatori hanno studiato le atmosfere delle comete a diverse distanze dal sole. Quindi hanno analizzato la composizione chimica utilizzando una tecnica chiamata spettroscopia. Il team ha scoperto linee spettrali che, a un esame più attento, potrebbero essere attribuite ad atomi neutri di ferro e nichel. Uno dei motivi per cui gli elementi pesanti sono difficili da rilevare è che si verificano in quantità molto piccole. Il team stima che per ogni 100 chilogrammi di acqua nell’atmosfera di una cometa, ci sia solo circa 1 grammo di ferro e all’incirca la stessa quantità di nichel.

Il team ha scoperto che l’atmosfera della cometa contiene quantità approssimativamente uguali di ferro e nichel. E questo è fantastico. In genere, i materiali nel nostro sistema solare, come quelli del sole e dei meteoriti, contengono circa dieci volte la quantità di ferro del nichel. Ma nelle comete studiate, i ricercatori hanno trovato entrambi gli elementi in quantità uguali. I ricercatori ne concludono che questi elementi possono provenire da un tipo speciale di materiale sulla superficie del nucleo della cometa, che sublima a temperature relativamente basse e rilascia quasi tanto ferro quanto il nichel. La scoperta potrebbe avere implicazioni per la nostra comprensione del primo sistema solare, sebbene il team non sia ancora sicuro dei suoi effetti.

La ricerca mostra che i metalli pesanti sono presenti nell’atmosfera delle comete e si nascondono persino nei climi freddi di comete lontane. Ad esempio, hanno trovato ferro e nichel nelle atmosfere delle comete a più di 300 milioni di miglia dal sole. Questa è più di tre volte la distanza tra la Terra e la nostra stella madre! Una bella sorpresa. È la prima volta che i metalli pesanti sono stati trovati nelle atmosfere fredde di comete lontane.

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2 Anna / Borisov
Ma non sono solo le atmosfere delle comete del nostro sistema solare che sembrano contenere metalli pesanti. Ricerche indipendenti hanno dimostrato che il nichel gassoso può essere trovato anche nell’atmosfera gelida della cometa interstellare 2I / Borisov. Una meravigliosa scoperta. I ricercatori hanno studiato questo visitatore interstellare quando si trovava a circa 300 milioni di chilometri dal sole, circa il doppio della distanza tra la Terra e il sole. “All’inizio, abbiamo avuto difficoltà a credere che il nichel atomico potesse effettivamente essere presente a una distanza così grande dal sole a 2I / Borisov”, afferma il ricercatore Piotr Guzik. “Abbiamo dovuto controllare tutto innumerevoli volte prima di poter finalmente convincerci”.

Rilevazione del nichel nell’atmosfera di una cometa interstellare 2I / Borisov. Foto: ESO / L. Kalsada / O. Heino, B. Josic e M. Drahouse

Ambienti caldi
Le scoperte sono state sorprendenti, perché i gas contenenti atomi di metalli pesanti sono stati finora visti solo in ambienti caldi. Pensa alle atmosfere degli esopianeti in fiamme o delle comete vaporizzate che sono molto vicine al sole. Ma i metalli pesanti si trovano anche nelle gelide atmosfere di comete lontane.

Ma questa non è l’unica cosa che spicca. 2 I / Borisov ha visto la luce del giorno in un altro sistema solare. Tuttavia, questa cometa sembra contenere anche metalli pesanti. “All’improvviso ci siamo resi conto che il nichel gassoso è presente nelle atmosfere delle comete in altre parti della galassia della Via Lattea”, ha detto il ricercatore Michael Drahos. Ciò significa che 2I / Borisov sono comete del nostro sistema solare Hanno più in comune di quanto si pensasse in precedenza. “Immagina: in altri sistemi planetari ci sono comete che assomigliano a due gocce d’acqua a quelle del nostro sistema solare”, conclude Drause. “Quant’è fico?”

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