Uno studio guidato dal Southwest Research Institute (SwRI) ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA per esaminare i granelli di ghiaccio che si sprigionano dalla cometa interstellare 3I/ATLAS, il terzo oggetto mai identificato proveniente da oltre il nostro Sistema Solare. Le osservazioni indicano la presenza di minuscoli aggregati di ghiaccio d’acqua e polvere, di dimensioni pari o inferiori a un micron. Le caratteristiche spettrali di tali granelli differiscono da quelle osservate nella maggior parte delle comete studiate in precedenza, ma risultano simili agli spettri di alcuni mondi ghiacciati situati oltre Nettuno. I risultati suggeriscono che i “mattoni” ghiacciati che formano i pianeti attorno ad altre stelle potrebbero condividere una serie di proprietà fisiche con quelli presenti nel nostro Sistema Solare; si tratta di minuscoli granelli la cui composizione varia da ghiaccio relativamente puro a un miscuglio di ghiaccio e polvere.
“Le comete interstellari sono piccoli corpi ghiacciati formatisi nei dischi di gas e polvere attorno ad altre stelle, che ora stanno transitando attraverso il nostro Sistema Solare”, ha spiegato la Dottoressa Silvia Protopapa dello SwRI, autrice principale di un nuovo articolo di ricerca pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. “Man mano che 3I/ATLAS si riscalda, il gas che fuoriesce dal suo interno trasporta granelli di ghiaccio e polvere nella nube circostante, nota come chioma. Tali granelli custodiscono indizi sulle condizioni in cui la cometa ha avuto origine”.
Monitoraggio del ghiaccio prima e dopo il massimo avvicinamento al Sole
Nell’ambito di un programma del telescopio Webb dedicato allo studio di oggetti interstellari, il team ha osservato 3I/ATLAS in tre occasioni tra l’agosto 2025 e l’aprile 2026, sia prima che dopo il momento di massima vicinanza della cometa al Sole. Lo strumento utilizzato, lo spettrografo nel vicino infrarosso (Near-Infrared Spectrograph), impiega un prisma per scomporre la luce nelle sue lunghezze d’onda componenti, rivelando così la composizione e lo stato fisico del materiale osservato.
“Abbiamo concepito questo programma per farci trovare pronti nel momento in cui fosse stata scoperta una cometa interstellare attiva, così da poterla seguire nel tempo”, ha affermato il Dottor Martin Cordiner, del Goddard Space Flight Center della NASA e della Catholic University of America. “Il nostro obiettivo era caratterizzare il ghiaccio, la polvere e il gas rilasciati dalla cometa, per comprendere meglio la chimica e i processi di formazione dei planetesimi – i mattoni fondamentali dei pianeti – attorno ad altre stelle”. Cordiner è il ricercatore principale del programma Webb e coautore dello studio.
Una spiegazione legata alla polvere per l’assenza di alcune bande spettrali del ghiaccio
Il ghiaccio d’acqua lascia delle “impronte” caratteristiche nella luce infrarossa: un marcato calo, o banda di assorbimento, vicino ai 3 micron, e due bande più deboli vicino a 1,5 e 2,0 micron. Nel caso di 3I/ATLAS, la banda a 3 micron è ben evidente, mentre quelle a 1,5 e 2,0 micron risultano molto deboli o del tutto assenti; una situazione diversa rispetto alla maggior parte delle comete ghiacciate, che presentano invece tutte e tre le bande. “Questa combinazione rappresentava un enigma“, ha affermato Protopapa. “La banda intensa a 3 micron indica la presenza di ghiaccio d’acqua nella chioma. Tuttavia, il fatto che le bande a lunghezze d’onda inferiori siano deboli o assenti suggerisce che il ghiaccio non si presenti nella forma che osserviamo solitamente nelle comete del Sistema Solare”.
Il team ha confrontato gli spettri ottenuti con modelli dettagliati di come la luce viene diffusa da granelli di diverse dimensioni e composizioni. I modelli indicano la presenza di granelli di dimensioni pari o inferiori a un micron, costituiti da ghiaccio d’acqua mescolato a polvere. In granelli così piccoli e ricchi di polvere, la luce percorre solo una breve distanza attraverso il ghiaccio; ciò indebolisce le bande a 1,5 e 2,0 micron, lasciando invece ben visibile quella a 3 micron. Anche nelle altre comete i granelli di ghiaccio sono di dimensioni analoghe, ma si ritiene che siano relativamente puri, contenendo solo una piccola quantità di polvere. “I granelli di 3I/ATLAS hanno dimensioni simili a quelli che riscontriamo nelle nostre comete”, ha spiegato Protopapa. “Ciò che sembra distinguerli è la quantità di polvere mescolata al ghiaccio”.
L’evoluzione dei granelli lascia una questione aperta
Le proprietà dei granelli presenti nella chioma sono apparse, inoltre, in continua evoluzione. In occasione dell’ultima osservazione, nell’aprile 2026 – mentre la cometa si allontanava dal Sole – i dati hanno suggerito la presenza di un’ulteriore popolazione di granelli ricchi di ghiaccio: di dimensioni maggiori rispetto a quelli rilevati in precedenza, ma comunque nell’ordine del micron. “Non siamo ancora in grado di stabilire se i cambiamenti osservati nel tempo siano dovuti al fatto che il Sole riscalda i granelli in modo diverso a ogni osservazione, oppure all’esposizione di nuovo materiale in seguito all’erosione della superficie della cometa in prossimità del Sole”, ha affermato il Dottor Michael Kelley dell’Università del Maryland, secondo autore dello studio. “Entrambe le ipotesi sono plausibili; distinguere tra le due è una delle questioni aperte che intendiamo affrontare”.
Caratteristiche condivise con mondi oltre Nettuno
Il team ha quindi confrontato 3I/ATLAS con gli spettri, ottenuti tramite il telescopio Webb, di oggetti transnettuniani: corpi ghiacciati che orbitano oltre Nettuno e che si ritiene conservino materiale risalente alle prime fasi del Sistema Solare. La forma della banda a 3 micron in 3I/ATLAS appare simile a quella riscontrata in diversi gruppi di tali oggetti, in particolare in quelli i cui spettri mostrano anche chiari segnali di ghiaccio di anidride carbonica e composti organici. La somiglianza riguarda la banda del ghiaccio d’acqua, non quella dell’anidride carbonica. Inoltre, analogamente a 3I/ATLAS, questi oggetti sono privi di marcate bande di assorbimento del ghiaccio d’acqua a 1,5 e 2,0 micron.
“A prima vista, 3I/ATLAS appare diversa dalle comete ghiacciate che conosciamo”, ha affermato Protopapa. “Ma, confrontandola con mondi ghiacciati distanti all’interno del nostro Sistema Solare, non sembra più così fuori contesto. Ciò suggerisce che i mattoni ghiacciati dei pianeti – sia nel nostro sistema che attorno ad altre stelle – possano condividere una tipologia di ghiaccio costituita da minuscoli granelli, dell’ordine del micron; questi variano da ghiaccio relativamente puro a ghiaccio mescolato a polvere, con 3I/ATLAS che si colloca verso l’estremità più ricca di polvere”.
Se confermata, questa gamma condivisa di caratteristiche dei granelli potrebbe indicare che la forma fisica del ghiaccio d’acqua si definisce precocemente, nei dischi di formazione planetaria, e che essa viene almeno in parte preservata nei corpi ghiacciati che in tali dischi hanno origine. Le future osservazioni, condotte tramite il telescopio Webb, di comete nel nostro Sistema Solare e di visitatori interstellari di recente scoperta, contribuiranno a verificare queste interpretazioni e a stabilire se 3I/ATLAS rappresenti un caso tipico.