Interstellaire komeet 2I/Borisov geeft een glimp van de planetaire bouwstenen van een ander sterrenstelsel, met behulp van nieuwe waarnemingen van NASA's Hubble Space Telescope.

Borisov is de eerste bekende komeet die afkomstig is van een ander sterrenstelsel dan het onze. Uit metingen blijkt dat het een ongewone hoeveelheid koolmonoxide bevat, grotendeels in tegenstelling tot kometen die tot ons zonnestelsel behoren. Onderzoekers zeggen dat de ongebruikelijke samenstelling wijst op een waarschijnlijke geboorteplaats van een koolstofrijke circumstellaire schijf rond een koele rode dwergklasse van sterren. Deze waarnemingen zijn een uitstekende gelegenheid om de chemie van het materiaal in een oerschijf rond een andere ster te bemonsteren.

Kometen zijn gecondenseerde gasmonsters, ijs, en stof dat zich vormt in de schijf rond een ster tijdens de geboorte van zijn planeten. Het bestuderen van kometen is belangrijk omdat astronomen nog steeds proberen te begrijpen welke rol ze spelen bij de opbouw van planeten. Ze kunnen ook organisch materiaal herverdelen onder jonge planeten, en heeft mogelijk water naar de vroege aarde gebracht. Deze activiteiten vinden waarschijnlijk plaats in andere planetaire systemen, zoals blijkt uit de make-up van Borisov.

"Met een interstellaire komeet die door ons eigen zonnestelsel gaat, het is alsof we een monster van een planeet in een baan om een ​​andere ster zien verschijnen in onze eigen achtertuin, " zei John Noonan van het Lunar and Planetary Laboratory aan de Universiteit van Arizona, Tucson, die lid is van het Hubble-onderzoeksteam onder leiding van Dennis Bodewits van de Auburn University in Alabama.

Het team gebruikte Hubble's unieke ultraviolette gevoeligheid om spectroscopisch koolmonoxidegas te detecteren dat ontsnapt uit de vaste komeetkern van komeet Borisov. Hubble's Cosmic Origins Spectrograph observeerde de komeet bij vier verschillende gelegenheden, vanaf 11 december 2019 tot 13 januari 2020, waardoor de onderzoekers de chemische samenstelling van het object snel konden zien veranderen, als verschillende ijsmengsels, waaronder koolmonoxide, zuurstof, en water, gesublimeerd onder de warmte van de zon.

De Hubble-astronomen waren verrast toen ze ontdekten dat de coma van de interstellaire komeet, de gaswolk rond de kern, bevat een grote hoeveelheid koolmonoxidegas, minstens 50% overvloediger dan waterdamp. Deze hoeveelheid is meer dan drie keer hoger dan de eerder gemeten hoeveelheid voor een komeet die het binnenste zonnestelsel binnenkomt. De watermeting is gedaan door NASA's Neil Gehrels-Swift-satelliet, wiens observaties werden uitgevoerd in combinatie met de Hubble-studie.

Koolmonoxide-ijs is erg vluchtig. Er is niet veel zonlicht nodig om het ijs te verwarmen en om te zetten in gas dat uit de kern van een komeet ontsnapt. Voor koolmonoxide, deze activiteit vindt zeer ver van de zon plaats, ongeveer 11 miljard mijl afstand, meer dan twee keer de afstand van Pluto op zijn verste punt van de zon. In tegenstelling tot, water blijft in zijn ijzige vorm tot ongeveer 200 miljoen mijl van de zon, de geschatte afstand van de binnenrand van de asteroïdengordel.

Echter, voor komeet Borisov, de Hubble-metingen suggereren dat er wat koolmonoxide-ijs opgesloten zat in de kern van de komeet, pas onthuld toen de hitte van de zon lagen waterijs weghaalde. "De hoeveelheid koolmonoxide daalde niet zoals verwacht toen de komeet zich van de zon terugtrok. Dit betekent dat we de primitieve lagen van de komeet zien, die echt weerspiegelen waar dit object van gemaakt is, " legde Bodewits uit. "Vanwege de overvloed aan koolmonoxide-ijs dat zo dicht bij de zon overleefde, we denken dat komeet Borisov van een veel koudere plaats komt en van een heel andere puinschijf rond een ster dan de onze."

Binnen 200 miljoen mijl van de zon, de snelheid waarmee water uit het oppervlak van een komeet ontsnapt, is bijna altijd veel hoger dan die van koolmonoxide, aldus de onderzoekers. Slechts ongeveer een of twee bekende kometen van het zonnestelsel hebben die regel getrotseerd. "Wat Hubble heeft gemeten in komeet Borisov is geen eigenschap van de meeste kometen van het zonnestelsel, "Zei Bodewits. "Daarom viel komeet Borisov voor ons op omdat we redeneerden dat Borisov waarschijnlijk een vertegenwoordiger is van het sterrenstelsel waar het vandaan komt."

De onderzoekers suggereren dat de komeet mogelijk is uitgeworpen uit een koolstofrijke schijf van ijzig puin rond een rode dwergster, het meest voorkomende type ster in ons Melkwegstelsel. Rode dwergen zijn zwakker en minder massief dan de zon. Hun circumstellaire schijven, daarom, kan veel kouder zijn dan ons zonnestelsel. "Deze sterren hebben precies de lage temperaturen en helderheid waar een komeet zich zou kunnen vormen met het type samenstelling dat wordt aangetroffen in komeet Borisov, ' zei Noon.

Een grote planeet ter grootte van Jupiter heeft de komeet mogelijk uit het buitenaardse systeem geschopt. De onderzoekers zeiden dat veel rode dwergen grote planeten hebben die ronddraaien in een gebied ver genoeg van hun gastster waar koolmonoxide bestaat in zijn ijzige vorm. "Als een planeet ter grootte van Jupiter naar binnen migreert, het zou veel van deze kometen kunnen uitstoten, ' zei Bodewits.

Komeet Borisov werd op 30 augustus gespot 2019, door kometenjager Gennady Borisov op de Krim. De zwervende komeet lijkt op andere kometen van het zonnestelsel, maar astronomen bepaalden de interstellaire oorsprong op basis van zijn baanpad. Sinds zijn ontdekking, een hele reeks telescopen, inclusief Hubble, hebben de komeet waargenomen terwijl deze door het zonnestelsel reisde en langs de zon zwaaide. Het zal uiteindelijk het zonnestelsel verlaten en zijn reis door de ruimte voortzetten.

Komeet Borisov is de eerste bonafide interstellaire komeet die het zonnestelsel bezoekt. De eerste bekende zwerverbezoeker was een object genaamd 1I/`Oumuamua, die in 2017 werd ontdekt terwijl het weg van de zon reisde. In tegenstelling tot een normale komeet, `Oumuamua had geen zichtbare coma van ontsnappend gas en stof eromheen, dus astronomen konden geen spectroscopie gebruiken om de chemische inhoud ervan te bemonsteren om het te karakteriseren.

Astronomen verwachten meer van deze rondzwervende kometen van buiten het zonnestelsel te vinden met huidige en toekomstige telescopen die de hele hemel aftasten.

De resultaten van het team verschijnen in het journaal Natuurastronomie .