Pols d'estels

Ja hem descobert un tercer objecte celeste que ens ve de l’espai profund. Els anteriors objectes descoberts que sabem que vingueren de fora del sistema solar foren 1I/ʻOumuamua i 2I/Borisov. El nou cometa 3I/ATLAS, descobert el passat 1 de juliol des de Xile pel telescopi robòtic de la xarxa ATLAS, caçadora automàtica de cometes i asteroides, va rebre primerament el críptic nom de A11pl3Z fins que la Unió Astronòmica Internacional li reconegué el seu veritable origen cometari més enllà del sistema solar.

De fet actualment té assignat dos noms, d’acord a les seues característiques:  3I/ATLAS com a tercer objecte extrasolar i C/2025 N1 (ATLAS) com a cometa. Respecte a la seua grandària encara que no està molt clara. S’estima que el diàmetre de l’objecte seria d’uns 5 – 10 km.

3I/ATLAS es troba ara mateix a uns 528 milions de quilòmetres de la Terra i a uns 678 milions de quilòmetres del Sol, amb una velocitat orbital de 58 km/s. Actualment es troba ja dins de l’òrbita de Júpiter i les diverses imatges obtingudes els darrers dies des de multitud d’observatoris terrestres han permés obtindre els seus paràmetres orbitals, en especial l’excentricitat.

En mecànica celeste, qualsevol òrbita ha de ser una figura en forma de secció cònica. L’excentricitat d’aquesta secció cònica, excentricitat de l’òrbita, és un paràmetre de l’òrbita que defineix la seua configuració de forma absoluta. L’excentricitat pot ser interpretada com la mesura de com la seua forma es desvia d’una circumferència.

D’aquesta manera l’excentricitat e és estrictament definida per a les òrbites circular, el·líptica, parabòlica i hiperbòlica i pot prendre els valors següents:

• • Per l’òrbita circular: e = 0 ,
  • Per l’òrbita el·liptica: 0 < e < 1
  • Per la trajectòria parabòlica: e = 1
  • Per la trajectòries hiperbòliques: e > 1

L’òrbita del nou objecte 3I/ATLAS és altament hiperbòlica, totalment oberta, amb una excentricitat de 6.11, cosa que demostra que no ha estat mai ni estarà lligat al Sol i no és ni serà mai membre del nostre club exclusiu del sistema solar. La seua trajectòria és només de vinguda i sortida. En definitiva, el cometa nou té massa energia per quedar-se atrapat pel Sol.

Com es veu al programa de simulació d’òrbites d’asteroides Catalina Sky Survey en funció de la data escollida, el nou objecte s’acostarà al planeta Mart a principis d’octubre i el 29 d’aquest mes, farà la màxima aproximació al Sol, el periheli, quan es trobe a uns 206 milions de quilòmetres del Sol i a uns 270 milions de km de la Terra. Mal moment per a observar-lo des dels observatoris terrestres o espacials ja que estarem just a l’altra banda del Sol. Després d’aquest punt de l’òrbita el cometa tornarà a allunyar-se cada vegada més per no tornar mai.

Però per sort tenim telescopis en òrbita marciana i sobre la superfície de Mart.  3I/ATLAS passarà a només 31,4 milions de quilòmetres de Mart el 3 d’octubre i amb sort els telescopis europeus o nord-americans en òrbita com MRO i fins i tots les càmeres dels robots Perseverance o Curiosity  poden donar-nos algunes imatges ben interessants.

Actualment l’objecte interestel·lar té màxima prioritat en l’observació des de multitud d’observatoris d’arreu del món. Des de les instal·lacions de l’Institut d’Astrofísica de Canàries s’ha descobert, per exemple, la presència d’una coma extensa característica d’un cometa.

Fer un viatge a una altra estrella per estudiar els seus planetes i la possible exovida no és encara tècnicament possible però la mecànica celeste ens està donant una oportunitat d’or d’esbrinar com es formen cometes i asteroides en altres sistemes estel·lars, com és allí l’aigua, quins són els compostos orgànics que contenen. Seguir i orbitar un cometa ja ho sabem fer com ho demostrà l’Agència Espacial Europea amb la missió Rosetta que seguí durant dos anys el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Ara s’ha d’estar preparats per enviar una missió per interceptar aquests preciosos objectes. És el que pretén fer la futura missió de l’Agència Espacial Europea Comet Interceptor. Daniel Marín en parlava extensament en el seu bloc.

“Comet Interceptor s’enlairarà en 2029 com a càrrega secundària a bord del mateix coet Ariane 62 que llançarà l’observatori astronòmic Ariel. Després es dirigirà al punt de Lagrange L2 del sistema Terra-Sol (ESL-2), a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra, on esperarà en una òrbita d’halo dos o tres anys al fet que aparega un visitant interestel·lar o un cometa «nou» procedent del núvol d’Oort (és a dir, un que mai haja passat prop del Sol amb anterioritat). Si tampoc apareix un després de tres anys d’espera, llavors es dirigiria a un cometa de període curt ja conegut (per exemple, el 73P/Schwassmann–Wachmann 3 o el 26P/Grigg–Skjellerup).”

Estem a l’espera de nous mons per explorar. Continuarà.

Més informació:

3I/ATLAS: el tercer y mayor objeto interestelar conocido que entra en nuestro Sistema Solar, Eureka, Daniel Marín, 5 juliol 2025.

3I/ATLAS: el IAC sigue de cerca el tercer objeto interestelar detectado en el Sistema Solar, Nota de premsa, IAC, 3 juliol 2025.

Descubierto un tercer objeto interestelar cruzando a gran velocidad el sistema solar, The Conversation, Josep Maria Trigo, 2 juliol 2025.

El cel sempre dóna sorpreses i els caçadors de cometes són els més atents observadors de les meravelles celestes. Gennady Borisov, un observador aficionat de Crimea, ha descobert el que possiblement siga un cometa que prové d’un altre sistema estel·lar.

El passat 30 d’agost Borisov va descobrir un nou objecte a unes 3 unitats astronòmiques (450 milions de km) del Sol en unes imatges obtingudes des del seu observatori MARGO a Nauchnij, Crimea, amb un telescopi de 650 mm de diàmetre. L’aspecte difús, la presència d’una cua i de coma i la seua velocitat el portà a classificar-lo com a cometa. Enviades les dades de posició, velocitat i brillantor aparent, el Centre de Cossos Menors (MPC, del seu nom en anglés) de la Unió Astronòmica Internacional li posà una designació provisional a l’espera de la confirmació per altres observadors. Evidentment cap objecte és finalment acceptat si no és confirmat per diferents observadors. Això evita errors i permet afinar l’òrbita calculada inicialment.

Ràpidament diferents observadors d’arreu del món confirmaren el descobriment i aportaren noves dades de posició i velocitat. L’òrbita del nou objecte s’anava refinant a poc a poc però, ben aviat es veié que alguna cosa no anava bé.

La gran velocitat i el seu moviment descartaven que fora un cometa de curt període d’anys o centenars d’anys, un cometa vell capturat en el sistema solar interior. Semblava més bé un objecte que provenia del llunyà núvol d’Oort amb una òrbita molt allargassada, pràcticament una òrbita parabòlica, amb la velocitat justa per escapar del sistema solar. En aquests casos el MPC sol assignar a aquests tipus d’objectes una excentricitat e = 1. Aquest valor límit indica que l’objecte és del sistema solar però que té  l’energia justa per escapar-se’n.

En mecànica celeste, qualsevol òrbita ha de ser una figura en forma de secció cònica. L’excentricitat d’aquesta secció cònica, excentricitat de l’òrbita, és un paràmetre de l’òrbita que defineix la seua configuració de forma absoluta. L’excentricitat pot ser interpretada com la mesura de com la seua forma es desvia d’una circumferència.

D’aquesta manera l’excentricitat e és estrictament definida per a les òrbites circular, el·líptica, parabòlica i hiperbòlica i pot prendre els valors següents:

• • Per l’òrbita circular: e = 0 ,
  • Per l’òrbita el·liptica: 0 < e < 1
  • Per la trajectòria parabòlica: e = 1
  • Per la trajectòries hiperbòliques: e > 1

Tanmateix les dades que arribaven al MPC no s’ajustaven de cap manera a la hipòtesi inicial que era un objecte ràpid del sistema solar. Tot el contrari. Diversos astrònoms començaren a fer ells mateixos els seus ajustos i arribaren a la conclusió que l’energia (i la velocitat) era massa alta per ser un objecte nostre sinó que l’excentricitat s’acostava més bé a e = 3, resultat que confirmà també el programa Scout del Centre d’Estudis d’Objectes Pròxims a la Tierra (NEOCP), adscrit al Jet Propulsion Laboratory (NASA).

Així per tant, l’òrbita hiperbòlica (amb e > 1) que segueix aquest objecte tan singular és una corba oberta i, a més, de màxima energia. El MPC ha acceptat finalment aquest fet i li ha assignat un nom definitiu, C/2019 Q4 (Borisov).  Sense cap dubte el cometa interestel·lar C/2019 Q4 (Borisov) ha fet un viatge de milers de milions d’anys des d’un sistema estel·lar llunyà que l’expulsà segurament en algun moment des del seu núvol d’Oort.

Actualment l’objecte es troba a unes 3 ua del Sol i brilla amb una magnitud visual de 18, visible només per a grans telescopis. En ser un cometa, molt sensible a les variacions orbitals, l’òrbita por variar lleugerament en els pròxims mesos, però si els paràmetres orbitals es mantenen el cometa assolirà el punt més pròxim al Sol, el periheli, per primera i darrera vegada el pròxim 10 de desembre a 1.94 ua del Sol. La màxima aproximació al nostre planeta serà ja passat Nadal, el 28 de desembre de 2019 a la distancia de 1.98 ua, massa lluny per ser visible a ull nu.

C/2019 Q4 (Borisov) és el segon objecte descobert que prové d’un altre sistema solar. Si fa dos anys es descobrí A/2017 U1 (PANSTARRS), després reanomenat amb una nova nomenclatura 1I/ʻOumuamua, remarcant que era el primer objecte interestel·lar (1I), seria just que es continuara la tradició i C/2019 Q4 (Borisov) s’anomenara realment 2I/Borisov. Ja hi ha veus que ho demanen.

1I/ʻOumuamua es descobrí quan ja fugia del sistema solar. Ara tenim més sort ja que C/2019 Q4 (Borisov) acaba d’arribar i podrà ser observat fins l’any 2020. De fet ja s’ha començat una campanya per mesurar-ne les característiques.

La matinada del 13 de setembre passat, els grups de Sistema Solar de l’Institut d’Astrofísica de Canarias (IAC) i de la Universitat Complutense de Madrid (UCM) obtingueren el primer espectre de C/2019 Q4 (Borisov) amb la càmera OSIRIS en el Gran Telescopio Canarias (GTC), de 10,4 m de diàmetre, instal·lat en l’Observatorio del Roque de los Muchachos a l’illa de La Palma.

La imatge que n’han obtingut mostra que C/2019 Q4 presenta una aparença cometària, amb coma i cua ben definides. El resultat més interessant, però, és, explica  Julia de León (IAC), que “l’espectre de l’objecte és del mateix tipus que el que mostren els cometes del nostre sistema solar, el que clarament indica que té una composició semblant“.

Els cometes estan compostos per gel i pols, són «boles de neu bruta», com els va definir Fred Whipple el 1950, que s’han format a la part externa del disc planetari, allà on l’aigua està congelada a causa de les baixes temperatures regnants. Són restes dels materials que van donar lloc als planetes gegants que mai van arribar a incorporar-se a aquests planetes.

Els càlculs realitzats per aquest equip de treball posen C/2019 Q4 més enllà de l’esfera d’influència gravitatòria del Sistema Solar amb una velocitat unes 500 vegades superior a la velocitat d’escapament (e=1) relativa al sistema solar a aquesta distància, per la qual cosa conclouen que és difícil considerar una altra explicació que no incloga un origen extrasolar de l’objecte. Actualment viatja a 30.7 km/s, uns 6.47 ua/any, una velocitat realment fantàstica per a un cometa.

Els resultats d’aquest treball “mostren clarament que els cometes en altres estrelles són similars i s’han format mitjançant processos semblants als que van actuar en el nostre Sistema Solar.” comenta Javier Licandro (IAC).

Una conclusió ben important que reforça la idea, una vegada més, que els sistemes planetaris al voltant d’altres estels són molt similars al nostre.

Tenim temps d’observar C/2019 Q4 amb els nostres instruments. Nous i sorprenents descobriments ens esperem els pròxims mesos.

Actualització: Finalment el MPC ha reconegut el caràcter interestel·lar de C/2019 Q4 i li ha assignat el nom més apropiat de 2I/Borisov. I el passat 26 de setembre el 2I/Borisov va ser caçat  des del Centre Astronòmic de l’Alt Túria, l’observatori de l’Associació Valenciana d’Astronomia. Les imatges han estat capturades i processades pels companys Gonzalo Fornas i Alfonso Carreño, respectivament. Enhorabona.

Més informació:
El primer cometa interestelar, C/2019 Q4 Borisov, José J. Chambó
Newly Discovered Comet Is Likely Interstellar Visitor. JPL
El Gran Telescopio Canarias obtiene un espectro del primer cometa interestelar C/2019 Q4 (Borisov), IAC

Imatge:

1.- Cometa C / 2019 Q4 tal com es mostra al telescopi Canada-France-Hawaii a la illa gran de Hawaii el 10 de setembre de 2019. Canada-France-Hawaii Telescope.
2.- Captura del cometa 2I/Borisov. Gonzalo Fornas i Alfonso Carreño. CAAT. Aras de los Olmos, els Serrans.

Fa unes setmanes parlavem del primer asteroide interestel·lar descobert. Batejat amb el nom ʻOumuamua,  aquest objecte únic va ser captat el 19 d’octubre de 2017 pel telescopi Pan-STARRS 1 a Hawaii. Observacions posteriors del Very Large Telescope (VLT) d’ESO a Xile i altres observatoris de tot el món han mostrat que ha viatjat per l’espai durant milions d’anys abans de la seua trobada casual amb el nostre sistema estel·lar. Però la sorpresa no s’acaba ací: ʻOumuamua sembla ser un objecte metàl·lic o rocós altament allargat de color vermell fosc, d’uns 400 metres de longitud, i és diferent del que normalment es troba en el Sistema Solar.

El nom ʻOumuamua es va triar per l’equip del telescopi Pan-STARSS. Prové del hawaià que significa “el que arriba de lluny”. El primer caràcter no és un apòstrof sinó el caràcter hawaià ʻOkina.  La Unió Astronòmica Internacional utilitza una nomenclatura molt estricta per designar objectes menors. Si és un cometa o asteroide es posa C/ o A/ respectivament seguit de l’any del descobriment i una combinació de lletres i números. Donat que aquest és el primer objecte extrasolar detectat i, per tant, s’ha encetat la possible observació d’altres similars s’usarà la lletra  I/. Així les maneres correctes de referir-se a aquest objecte serien: 1I; 1I/2017 U1; 1I/ʻOumuamua; i 1I/2017 U1 (ʻOumuamua).

Si al principi semblava que es comportava com un cometa, la falta d’emissions de gas en passar prop del Sol va fer concloure els astrònoms que era realment un asteroide. Tanmateix un asteroide ben peculiar. Amb una inclinació orbital de 123° respecte al pla dels planetes, una velocitat de 26,33 km/s respecte al Sol quan venia cap al sistema solar, una velocitat de 87,71 km/s en el punt de màxima aproximació al Sol (periheli) seguint una òrbita hiperbòlica amb excentricitat de 1,2, estava ben clar que provenia d’un altre sistema estel·lar.

El pocs dies que va estar a l’abast dels grans telescopis terrestres van permetre fer-ne un estudi ben acurat.

Combinant les imatges de l’instrument FORS del VLT (amb quatre filtres diferents) amb les d’altres grans telescopis, l’equip d’astrònoms dirigit per Karen Meech (Institut d’Astronomia, Hawaii, EUA) va descobrir que ‘Oumuamua varia moltíssim la seua brillantor, en un factor de deu, a mesura que gira sobre el seu eix cada 7,3 hores.

Karen Meech ho explica: “Aquesta gran variació en brillantor, poc comuna, significa que l’objecte és molt allargat: la seua longitud és unes deu vegades més gran que la seua amplada, amb una forma complexa i enrevessada. També vam descobrir que té un color vermell fosc, similar als objectes del Sistema Solar exterior, i confirmem que és totalment inert, sense cap indici de pols al voltant d’ell “.

Aquestes propietats suggereixen que ‘Oumuamua és dens, possiblement rocós o amb gran contingut metàl·lic, sense quantitats significatives de gel ni aigua, i que la seua superfície ara és fosca i està enrogida a causa dels efectes de la irradiació de raigs còsmics durant milions d’anys. S’estima que mesura almenys 400 metres de llarg.

El pas d’aquest objecte tan estrany per l’interior del Sistema solar ens recorda la novel·la de ciència ficció Cita con Rama de l’escriptor Arthur C. Clarke. No vull revelar res de la història d’uns astronautes que exploren un nou cos que arriba a l’interior del Sistema Solar. Si no l’heu llegida us la recomane.  La similitud de Rama amb ‘Oumuamua és extraordinària i, per això a molts de nosaltres ens hagués agradat més que s’hagués posat el nom Rama per al primer objecte extrasolar detectat que ens visita.

Imatges:

1.- Il·lustració artísitica que mostra el primer asteroide interestel3lar: ‘Oumuamua. ESO/M. Kornmesser.
2.- Recreació de l’objecte Rama. Cita con Rama (1972)