Vorig jaar kwam een ​​galactische bezoeker ons zonnestelsel binnen:de interstellaire komeet 2I/Borisov. Toen astronomen op 15 en 16 december 2019 de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) op de komeet richtten, voor het eerst observeerden ze rechtstreeks de chemicaliën die zijn opgeslagen in een object van een ander planetair systeem dan het onze. Dit onderzoek is op 20 april 2020 online gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

De ALMA-waarnemingen van een team van internationale wetenschappers onder leiding van Martin Cordiner en Stefanie Milam in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, onthulde dat het gas dat uit de komeet kwam ongewoon grote hoeveelheden koolmonoxide (CO) bevatte. De concentratie CO is hoger dan iemand ooit heeft waargenomen in een komeet binnen 2 au van de zon (binnen minder dan 186 miljoen mijl, of 300 miljoen kilometer). De CO-concentratie van 2I/Borisov werd geschat op negen tot 26 keer hoger dan die van de gemiddelde komeet in het zonnestelsel.

Astronomen willen meer weten over kometen, omdat deze objecten het grootste deel van hun tijd op grote afstanden van een ster in zeer koude omgevingen doorbrengen. In tegenstelling tot planeten, hun interieurcomposities zijn sinds hun geboorte niet significant veranderd. Daarom, ze konden veel onthullen over de processen die plaatsvonden tijdens hun geboorte in protoplanetaire schijven. "Dit is de eerste keer dat we ooit in een komeet van buiten ons zonnestelsel hebben gekeken, " zei astrochemicus Martin Cordiner, "en het is dramatisch anders dan de meeste andere kometen die we eerder hebben gezien."

ALMA ontdekte twee moleculen in het gas dat door de komeet werd uitgestoten:waterstofcyanide (HCN) en koolmonoxide (CO). Hoewel het team HCN verwachtte te zien, die in 2I/Borisov aanwezig is in hoeveelheden die vergelijkbaar zijn met die in kometen van het zonnestelsel, ze waren verrast om grote hoeveelheden CO te zien. "De komeet moet zijn gevormd uit materiaal dat erg rijk is aan CO-ijs, die alleen aanwezig is bij de laagste temperaturen in de ruimte, onder -420 graden Fahrenheit (-250 graden Celsius), " zei planetaire wetenschapper Stefanie Milam.

"ALMA heeft een belangrijke rol gespeeld bij het transformeren van ons begrip van de aard van komeetmateriaal in ons eigen zonnestelsel - en nu met dit unieke object afkomstig van onze buren. Alleen dankzij ALMA's ongekende gevoeligheid bij submillimetergolflengten zijn we in staat om karakteriseren het gas dat uit dergelijke unieke objecten komt, " zei Anthony Remijan van het National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville, Virginia en co-auteur van het artikel.

Koolmonoxide is een van de meest voorkomende moleculen in de ruimte en wordt in de meeste kometen aangetroffen. Nog, er is een enorme variatie in de concentratie van CO in kometen en niemand weet precies waarom. Een deel hiervan kan te maken hebben met waar in het zonnestelsel een komeet werd gevormd; sommige hebben te maken met hoe vaak de baan van een komeet hem dichter bij de zon brengt en hem ertoe brengt zijn gemakkelijker verdampte ijs vrij te geven.

"Als de gassen die we hebben waargenomen de samenstelling van de geboorteplaats van 2I/Borisov weerspiegelen, dan laat het zien dat het misschien op een andere manier is gevormd dan de kometen van ons eigen zonnestelsel, in een extreem koude, buitenste gebied van een ver planetair systeem, " voegde Cordiner toe. Dit gebied kan worden vergeleken met het koude gebied van ijzige lichamen voorbij Neptunus, genaamd de Kuipergordel.

Het team kan alleen maar speculeren over het soort ster dat het planetenstelsel van 2I/Borisov huisvestte. "De meeste protoplanetaire schijven die met ALMA zijn waargenomen, bevinden zich rond jongere versies van lichte sterren zoals de zon, "Zei Cordiner. "Veel van deze schijven strekken zich uit tot ver buiten het gebied waar onze eigen kometen zouden zijn gevormd, en bevatten grote hoeveelheden extreem koud gas en stof. Het is mogelijk dat 2I/Borisov afkomstig is van een van deze grotere schijven."

Vanwege zijn hoge snelheid toen hij door ons zonnestelsel reisde (33 km/s of 21 mijl/s), vermoeden astronomen dat 2I/Borisov uit zijn gastheersysteem werd geschopt, waarschijnlijk door interactie met een passerende ster of gigantische planeet. Daarna bracht het miljoenen of miljarden jaren door op een verkoudheid, eenzame reis door de interstellaire ruimte voordat het op 30 augustus 2019 werd ontdekt door amateurastronoom Gennady Borisov.

2I/Borisov is pas het tweede interstellaire object dat in ons zonnestelsel is gedetecteerd. De eerste - 1I/'Oumuamua - werd ontdekt in oktober 2017, op dat moment was het al op weg naar buiten, waardoor het moeilijk is om details te onthullen over de vraag of het een komeet was, asteroïde, of iets anders. De aanwezigheid van een actief gas- en stofcoma rond 2I/Borisov maakte het de eerste bevestigde interstellaire komeet.

Totdat andere interstellaire kometen worden waargenomen, de ongebruikelijke samenstelling van 2I/Borisov laat zich niet gemakkelijk verklaren en roept meer vragen op dan het beantwoordt. Is de samenstelling typerend voor interstellaire kometen? Zullen we de komende jaren meer interstellaire kometen zien met eigenaardige chemische samenstellingen? Wat zullen ze onthullen over de vorming van planeten in andere sterrenstelsels?

"2I/Borisov gaf ons de eerste blik in de chemie die een ander planetenstelsel vormde, ' zei Milam. 'Maar alleen als we het object kunnen vergelijken met andere interstellaire kometen, zullen we leren of 2I/Borisov een speciaal geval is, of als elk interstellair object ongewoon hoge niveaus van CO heeft."