Interstellar komet 2I/Borisov:Kulilteoverflod peger på fødsel omkring en køligere stjerne

Den interstellare komet 2I/Borisov giver et glimt af et andet stjernesystems planetariske byggesten, ved hjælp af nye observationer fra NASAs Hubble-rumteleskop.

Borisov er den første kendte komet, der stammer fra et andet stjernesystem end vores eget. Målinger viser, at det har en usædvanlig overflod af kulilte, stort set i modsætning til kometer, der tilhører vores solsystem. Forskere siger, at dens usædvanlige sammensætning peger på et sandsynligt fødested for en kulstofrig cirkumstellar disk omkring en kølig rød dværgklasse af stjerne. Disse observationer er en fremragende mulighed for at prøve kemien af ​​materialet i en urskive omkring en anden stjerne.

Kometer er kondenserede prøver af gas, is, og støv, der danner hvirvlende i skiven omkring en stjerne under fødslen af ​​dens planeter. At studere kometer er vigtigt, fordi astronomer stadig forsøger at forstå den rolle, de spiller i opbygningen af ​​planeter. De kan også omfordele organisk materiale blandt unge planeter, og kan have bragt vand til den tidlige Jord. Disse aktiviteter finder sandsynligvis sted i andre planetsystemer, som demonstreret af Borisovs makeup.

"Med en interstellar komet, der passerer gennem vores eget solsystem, det er som om vi får et eksempel på en planet, der kredser om en anden stjerne, der dukker op i vores egen baghave, " sagde John Noonan fra Lunar and Planetary Laboratory ved University of Arizona, Tucson, som er medlem af Hubble-forskerholdet ledet af Dennis Bodewits fra Auburn University i Alabama.

Holdet brugte Hubbles unikke ultraviolette følsomhed til spektroskopisk at detektere kuliltegas, der undslipper fra kometen Borisovs faste kometkerne. Hubbles Cosmic Origins Spectrograph observerede kometen ved fire separate lejligheder, fra 11. dec. 2019 til 13. januar, 2020, hvilket gjorde det muligt for forskerne at se objektets kemiske sammensætning ændre sig hurtigt, som forskellige isblandinger, herunder kulilte, ilt, og vand, sublimeret under solens varme.

Hubble-astronomerne var overraskede over at opdage, at den interstellare komet er koma, gasskyen, der omgiver kernen, indeholder en høj mængde kuliltegas, mindst 50 % mere rigeligt end vanddamp. Denne mængde er mere end tre gange højere end den tidligere målte mængde for enhver komet, der kommer ind i det indre solsystem. Vandmålingen blev foretaget af NASAs Neil Gehrels-Swift satellit, hvis observationer blev udført i takt med Hubble-undersøgelsen.

Kulilteis er meget flygtig. Der skal ikke meget sollys til for at opvarme isen og omdanne den til gas, der slipper ud fra en kometkerne. For kulilte, denne aktivitet foregår meget langt fra Solen, omkring 11 milliarder miles væk, mere end dobbelt så langt som Pluto på dets fjerneste punkt fra Solen. I modsætning, vand forbliver i sin iskolde form indtil omkring 200 millioner miles fra Solen, den omtrentlige afstand af asteroidebæltets inderkant.

Imidlertid, for kometen Borisov, Hubble-målingerne tyder på, at noget kulilte-is var låst inde i kometens kerne, afsløret kun, da Solens varme fjernede lag af vandis. "Mængden af ​​kulilte faldt ikke som forventet, da kometen trak sig tilbage fra Solen. Det betyder, at vi ser kometens primitive lag, som virkelig afspejler, hvad dette objekt er lavet af, " forklarede Bodewits. "På grund af den overflod af kulilteis, der overlevede så tæt på Solen, vi tror, ​​at kometen Borisov kommer fra et meget koldere sted og fra en meget anden affaldsskive omkring en stjerne end vores egen."

Inden for 200 millioner miles fra Solen, hastigheden for udgasning af vand fra en komets overflade er næsten altid meget højere end for kulilte, sagde forskerne. Kun omkring en eller to kendte solsystemkometer har trodset denne regel. "Hvad Hubble målte i kometen Borisov er ikke en egenskab for de fleste solsystemkometer, " sagde Bodewits. "Det er derfor kometen Borisov skilte sig ud for os, fordi vi ræsonnerede, at Borisov sandsynligvis er en repræsentant for det stjernesystem, den kommer fra."

Forskerne antyder, at kometen kan være blevet slynget ud fra en kulstofrig skive af iskoldt affald omkring en rød dværgstjerne, den mest almindelige type stjerne i vores Mælkevejsgalakse. Røde dværge er svagere og mindre massive end Solen. Deres cirkumstellære skiver, derfor, kan være meget koldere end vores solsystem. "Disse stjerner har præcis de lave temperaturer og lysstyrker, hvor en komet kunne dannes med den type sammensætning, der findes i kometen Borisov, " sagde Noonan.

En stor planet på størrelse med Jupiter kan have sparket kometen ud af rumvæsenet. Forskerne sagde, at mange røde dværge har store planeter, der kredser i et område langt nok fra deres værtsstjerne, hvor kulilte findes i sin iskolde form. "Hvis en planet på størrelse med Jupiter migrerer indad, det kunne sparke mange af disse kometer ud, " sagde Bodewits.

Kometen Borisov blev set den 30. august, 2019, af kometjægeren Gennady Borisov på Krim. Vagabondkometen ligner andre solsystemkometer, men astronomer bestemte dens interstellare oprindelse baseret på dens bane. Siden dens opdagelse, et væld af teleskoper, inklusive Hubble, har observeret kometen, mens den rejste gennem solsystemet og svingede forbi Solen. Det vil til sidst forlade solsystemet og fortsætte sin rejse gennem rummet.

Kometen Borisov er den første bonafide interstellare komet, der besøger solsystemet. Den første kendte vagabond-gæst var et objekt kaldet 1I/`Oumuamua, som blev opdaget i 2017, da den var på vej væk fra Solen. I modsætning til en normal komet, `Oumuamua havde ikke et synligt koma af undslippende gas og støv omkring sig, så astronomer kunne ikke bruge spektroskopi til at prøve dets kemiske indhold for at karakterisere det.

Astronomer forventer at finde flere af disse vandrende kometer uden for solsystemet med nuværende og fremtidige teleskoper, der scanner hele himlen.

Holdets resultater vil fremgå af journalen Natur astronomi .