La cometa interstellare 3I/ATLAS ha portato materiale proveniente da un altro sistema planetario alla portata dei nostri telescopi, ma interpretarne la composizione chimica presenta delle difficoltà. Le particelle ad alta energia incontrate durante il suo viaggio nello spazio potrebbero aver alterato i suoi strati esterni; di conseguenza, quanto di ciò che gli astronomi rilevano riflette ancora le caratteristiche del luogo d’origine della cometa? Il Sole potrebbe aver contribuito a rivelare una testimonianza più chiara. Basandosi esclusivamente sulle misurazioni pubblicate dei gas emessi, i ricercatori stimano che il riscaldamento solare abbia rimosso uno strato superficiale di spessore compreso tra 1,7 e 5,2 metri. Se si considera anche una quantità plausibile di polvere dispersa, alcune stime superano i 10 metri.
I calcoli, effettuati da Tessa Frincke e Darryl Seligman della Michigan State University, sono contenuti in uno studio accettato per la pubblicazione sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Il fatto che tale erosione abbia raggiunto materiale rimasto relativamente inalterato durante il viaggio interstellare dipende dalla quantità di polvere espulsa insieme ai gas.
Misurare ciò che è andato perduto
Scoperta nel luglio 2025, 3I/ATLAS è il terzo oggetto interstellare rilevato mentre attraversava il nostro Sistema Solare. Sotto l’effetto del calore solare, le sostanze ghiacciate si sono trasformate in gas, contribuendo a formare la nube che circonda il nucleo solido della cometa. Frincke e Seligman hanno raccolto i dati pubblicati sulla velocità di emissione di diverse sostanze, sia prima che dopo il passaggio della cometa al perielio (il punto di massima vicinanza al Sole). Hanno quindi modellato la variazione di tali tassi lungo la traiettoria dell’oggetto, calcolando la perdita di massa complessiva. Secondo le loro stime, la perdita di gas ammonta a circa 18-58 miliardi di chilogrammi, costituiti principalmente da acqua, anidride carbonica e monossido di carbonio.
Per tradurre questa perdita in uno spessore, i ricercatori hanno modellato il nucleo come una sfera con un raggio iniziale di 1,3 chilometri e una densità tipica delle comete del nostro Sistema Solare, calcolando di quanto il raggio si sarebbe ridotto in seguito alla perdita di tale quantità di materiale. La stima dello spessore così ottenuta presuppone un’erosione distribuita uniformemente su tutta la superficie; non indica, tuttavia, la profondità effettiva dell’erosione in singoli punti specifici.
La polvere cambia il quadro
Il gas rappresenta solo una parte di ciò che una cometa disperde nello spazio. Anche le particelle solide vengono espulse; tenerne conto significherebbe che il Sole ha rimosso una quantità di materiale decisamente maggiore. Considerando una perdita di massa equamente suddivisa tra polvere e gas, l’erosione stimata dal modello varia da circa 3,4 a 10,5 metri. Se invece la quantità di polvere fosse quattro volte superiore a quella di gas, l’erosione arriverebbe a un intervallo compreso tra 8,6 e 26,7 metri circa.
Questi intervalli riflettono ipotesi differenti sulla durata dell’attività della cometa. I calcoli più prudenti si limitano agli intervalli temporali effettivamente osservati, mentre quelli più estesi si basano su estrapolazioni che prolungano l’attività a periodi non osservati, durante i quali la cometa si trovava abbastanza vicino al Sole da permettere a determinate sostanze di trasformarsi in gas e disperdersi nello spazio. In ogni caso, le dimensioni e la densità del nucleo rimangono assunzioni di grande peso, e il rapporto tra la polvere e il gas rilasciati potrebbe variare nel corso del passaggio della cometa.
Cosa si cela sotto lo strato superficiale alterato?
Uno studio precedente ha ipotizzato che, negli strati esterni della cometa, le radiazioni abbiano convertito il monossido di carbonio in anidride carbonica. Ciò potrebbe spiegare l’insolita abbondanza di anidride carbonica rilevata nei gas emessi dalla cometa prima del suo massimo avvicinamento al Sole. Secondo quel modello, la zona chimicamente alterata si estenderebbe a una profondità di circa 15-20 metri. Le nuove stime, basate esclusivamente sulla componente gassosa, non prevedono un’erosione sufficiente a rimuovere interamente tale strato; tuttavia, alcuni scenari che includono anche la polvere indicano profondità analoghe o persino superiori.
Nel loro nuovo studio, Frincke e Seligman concludono che “è possibile che la superficie sia stata erosa fino a raggiungere strati di materiale inalterato“. I calcoli non dimostrano che ciò sia effettivamente accaduto. È infatti possibile che diversi tipi di ghiaccio si trovino in zone differenti della cometa, modificando la composizione dei gas emessi senza per questo portare alla luce un nucleo incontaminato. Tuttavia, queste stime offrono agli astronomi uno strumento per collegare le variazioni nei segnali chimici rilevati a possibili profondità all’interno del nucleo. Confrontando il materiale rilasciato nelle fasi iniziali e finali del passaggio, si potrebbe riuscire a distinguere ciò che 3I/ATLAS ha ereditato dal suo luogo d’origine da ciò che invece è accaduto durante il suo viaggio verso di noi.