Astronomen dachten dat komeet Borisov behoorlijk saai was. Ze hadden het mis.

Artistieke impressie van het oppervlak van komeet 2I/Borisov. ESO/M. Kormesser

Ons zonnestelsel zit vol kometen die voorbij suizen terwijl we ze door de eeuwen heen volgen. Maar mensen hebben tot nu toe slechts twee bezoekende objecten van buiten het zonnestelsel gezien. Er is 'Oumuamua, de interstellaire asteroïde die we denken' zou eigenlijk een platte pannenkoekachtige rots kunnen zijn afkomstig van de overblijfselen van een exoplaneet vergelijkbaar met Pluto. Het is zo raar dat mensen dachten dat het misschien een buitenaards ruimtevaartuig was. (Het is niet.)

En dan is er nog 2I/Borisov, een komeet die ... vrij veel leek op een doorsnee komeet. Het werd voor het eerst ontdekt in augustus 2019 en vond in december zijn weg rond de zon. Tussen die maanden suggereerden de meeste gegevens die binnenstroomden dat wetenschappers naar een conventioneel object keken, gemaakt van vrij standaard komeetmateriaal ( water ijs , stof, gasachtige materialen ).

Misschien moesten we gewoon geduld hebben. EEN paar nieuwe papieren vandaag gepubliceerd enkele prikkelende inzichten in Borisov opleveren, waaronder de bevinding dat het misschien wel een van de meest ongestoorde en ongerepte kometen is die ooit door mensen zijn bestudeerd. Ze suggereren ook dat de omstandigheden die aanleiding gaven tot Borisov misschien toch niet zo exotisch zijn. In feite kan het afkomstig zijn van een sterrenstelsel dat niet veel verschilt van het onze.

We hebben genoeg kometen uit ons zonnestelsel bestudeerd om te weten dat ze gevormd zijn in de vroege stadia, toen er een hoop materiaal ronddraaide en samensmolt tot individuele lichamen. Ze zijn voornamelijk gemaakt van ijs, maar om te overleven, moeten ze zich vormen op een afstand waar de hitte en straling van de zon ze niet meteen zullen smelten. Andere sterrenstelsels geven vermoedelijk op dezelfde manier aanleiding tot kometen. Hoe verder ze verwijderd zijn van de straling van de ster, hoe meer ze hun oorspronkelijke samenstelling en chemie van hun vorming, ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, behouden. Deze ongerepte kwaliteit betekent dat kometen zijn als bewaarde tijdcapsules van sterrenstelsels in hun kinderschoenen.

Vooral komeetstof vertelt ons waaruit het zonnestelsel bestond toen het voor het eerst kometen baarde, en hetzelfde principe kan theoretisch worden toegepast op interstellaire kometen. Door de samenstelling en structuur van stofdeeltjes in het stofcoma van 2I/Borisov te bestuderen, kunnen we gefundeerde gissingen maken over de vormingsomstandigheden en locaties van het stof, zegt Bin Yang, een astronoom bij de European Southern Observatory en de hoofdauteur van een van de studies.

Verwant verhaal

Het eerste zwarte gat dat ooit is ontdekt, is massiever dan we dachten Het zwarte gat van Cygnus X-1 werd meer dan een halve eeuw geleden voor het eerst ontdekt. Maar het blijft ons nieuwe dingen leren.

De eerste studie, geleid door Stefano Bagnulo van het Armagh Observatory and Planetarium in het VK, richt zich op gereflecteerd licht. Licht bestaat uit golven en deze golven oscilleren normaal gesproken in veel verschillende richtingen tegelijk. Wanneer deze golven echter gepolariseerd zijn, oscilleren ze in één specifieke richting. Als licht wordt gepolariseerd door de coma van een komeet (de wazige buitenste schil van gas en stof dat wordt uitgestoten als de komeet wordt verwarmd door de zon), kan het bestuderen van dit licht informatie opleveren over de grootte en samenstelling van het stof, wat ons helpt te begrijpen hoe de komeet gevormd - en biedt bij uitbreiding een kijkje in de geschiedenis van zijn oorspronkelijke sterrenstelsel.

De nieuwe gegevens, verzameld door de Very Large Telescope in Chili, vertellen ons dat het licht dat door Borisov wordt gereflecteerd en door zijn coma wordt gefilterd, meer gepolariseerd is dan het licht van enig ander object dat we in het zonnestelsel hebben bestudeerd. Dit is een teken dat de deeltjes van de coma klein en zeer fijn zijn, wat erop wijst dat ze niet veel zijn verstoord door de straling en hitte van een ster (krachten die er anders voor zouden zorgen dat grotere brokken lukraak van het oppervlak zouden worden uitgestoten). De auteurs concluderen dat Borisov misschien wel een van de meest ongerepte objecten is die ooit zijn ontdekt. Het enige object waarvan de polarisatie in de buurt komt, is C/Hale-Bopp, misschien wel de helderste komeet die ooit is waargenomen, en zeker een van de meest bestudeerde kometen van de 20e eeuw. Men denkt dat Hale-Bopp slechts één keer in de buurt van de zon is gekomen vóór zijn meest recente zonnevlucht in 1997. Dus de auteurs denken dat vergelijkbare omstandigheden aanleiding kunnen hebben gegeven tot zowel Borisov als Hale-Bopp, in twee verschillende sterrenstelsels.

Ondertussen was het team onder leiding van Yang begonnen om te begrijpen hoe Borisov is gevormd, met behulp van zowel de VLT als de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili om warmte te detecteren van grote deeltjes die in de coma van Borisov hangen.

Volgens deze waarnemingen bestaat de coma van Borisov uit compacte, millimetergrote korrels - kiezelstenen die ongewoon groot zijn voor een komeet. Deze kiezelstenen, rijk aan koolmonoxide en water, vormden zich waarschijnlijk eerst in het binnenste gebied van het stersysteem, voordat ze naar buiten werden getransporteerd en zich geleidelijk vermengden met verschillende soorten ijs gevormd op verschillende locaties verder van de ster. Men denkt dat dit zwaartekrachtsroer, veroorzaakt door reuzenplaneten, in ons eigen zonnestelsel heeft plaatsgevonden ( er wordt zelfs gedacht dat het Hale-Bopp heeft geholpen bij het vormen ). Borisov kwam in feite samen als een agglomeratie van materiaal uit verschillende delen van zijn stersysteem, voordat hij een afgelegen plek vond om ver van zijn moederster naar huis te bellen.

Alles bij elkaar genomen, helpen de bevindingen ons een paar dingen te vertellen. Een overvloed aan koolmonoxide en water in het stof suggereert dat de komeet in omgevingen met lage temperaturen heeft verbleven (d.w.z. ver weg van een ster), waar die verbindingen bijna zijn hele leven koud en stabiel zouden kunnen zijn gebleven. Het vinden van ongerepte kenmerken versterkt dit idee.

De overeenkomsten tussen Borisov en Hale-Bopp, samen met het bewijs dat de sterrenstelsels van beide kometen onder invloed van zwaartekracht waren, suggereert dat de evolutie van ons zonnestelsel misschien niet zo uniek is als we misschien hadden gedacht. Dat zou ook suggereren dat de omstandigheden die aanleiding geven tot een bewoonbare planeet als de aarde, vaker voorkomen in de melkweg dan gedacht.

Of misschien is dit een rode haring, en is het thuisstersysteem van Borisov eigenlijk heel exotisch. Neil Dello Russo, een astronoom aan de Johns Hopkins University die niet betrokken was bij het onderzoek, zegt dat hij verbaasd was over de hoge koolmonoxide- en waterwaarden - hoger dan alles wat is waargenomen in kometen uit ons zonnestelsel.

Ook andere vragen blijven hangen. De nieuwe bevindingen kunnen ons nog steeds niet precies vertellen wanneer de kiezelstenen in de coma zijn gevormd, of zelfs waar ze van zijn gemaakt.

Het grootste probleem zou kunnen zijn dat de twee kranten twee verschillende ideeën lijken te promoten over de deeltjes waaruit Borisov bestaat: Yang's paper onthult prominent de ontdekking van grote kiezelstenen in coma, terwijl Bagnulo's paper suggereert dat de coma wordt gedomineerd door rookachtige kleine korrels die extreme polarisatie van licht kan veroorzaken. Maar Michael Kelley, een komeetwetenschapper aan de Universiteit van Maryland die niet betrokken was bij de nieuwe studies, gelooft dat dit waarschijnlijk slechts een gevolg is van de verschillende technieken - die elk de detectie van één specifiek type deeltje bevorderen. Toekomstige analyses zouden in staat moeten zijn om beide datasets te vergelijken en te combineren en ze met elkaar in overeenstemming te brengen als onderdelen van Borisovs evolutie.

Borisov is een raar object, maar wat echt raar is, is het idee dat het afkomstig zou kunnen zijn van een sterrenstelsel dat niet veel verschilt van het onze. Deze interstellaire komeet macht wees een van de meest normale bezoekers waar we ooit hallo tegen hebben gezegd.

zich verstoppen