Rilevata acqua su cometa interstellare: 3I/ATLAS rilascia 40 kg al secondo a grande distanza dal Sole
La cometa interstellare 3I/ATLAS ha mostrato per la prima volta emissioni di acqua rilevate tramite idrossile (OH) nell’ultravioletto dal telescopio spaziale Swift della NASA, a una distanza dal Sole insolitamente elevata. Un risultato che amplia la comprensione della chimica dei sistemi planetari extrasolari.
La cometa interstellare 3I/ATLAS rappresenta il terzo oggetto di origine extrasolare identificato mentre attraversa il Sistema Solare. Dopo milioni di anni trascorsi nello spazio tra le stelle, questo corpo ghiacciato è stato intercettato dagli strumenti astronomici terrestri e successivamente osservato in dettaglio dal Neil Gehrels Swift Observatory della NASA.
Le osservazioni condotte con il telescopio ultravioletto/ottico di Swift hanno permesso di individuare un segnale fondamentale: la presenza di gas idrossile (OH), sottoprodotto diretto della fotodissociazione dell’acqua. Si tratta della prima evidenza di acqua in una cometa interstellare, un risultato che consente di applicare a 3I/ATLAS gli stessi parametri di analisi utilizzati per le comete nate nel Sistema Solare.
Lo studio, realizzato da un team dell’Auburn University Department of Physics e pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, introduce nuovi elementi per la comprensione della composizione chimica dei sistemi planetari oltre il Sole.
3I/ATLAS: un raro visitatore interstellare
Gli oggetti interstellari confermati nel Sistema Solare sono estremamente rari. Prima di 3I/ATLAS erano stati identificati soltanto due casi: 1I/‘Oumuamua nel 2017 e 2I/Borisov nel 2019. Ognuno ha mostrato caratteristiche peculiari, suggerendo che la composizione dei corpi minori possa variare in modo significativo tra diversi sistemi stellari.
3I/ATLAS è stato individuato durante l’estate 2025. La sua traiettoria iperbolica, incompatibile con un’orbita legata gravitazionalmente al Sole, ha confermato l’origine extrasolare. Il suo passaggio offre una finestra temporale limitata per raccogliere dati diretti su materiali formatisi attorno a un’altra stella.
Rilevare l’acqua attraverso l’idrossile: il ruolo dell’ultravioletto
L’acqua nelle comete non viene osservata direttamente nella maggior parte dei casi, soprattutto a grandi distanze dal Sole. Il metodo utilizzato consiste nel rilevare l’idrossile (OH), molecola prodotta quando la radiazione ultravioletta solare dissocia le molecole di H2O liberate dal nucleo cometario.
Il segnale osservato da Swift si manifesta come un debole bagliore nell’ultravioletto. Questo tipo di radiazione è in gran parte assorbito dall’atmosfera terrestre, rendendo necessario l’impiego di un telescopio spaziale.
Il Neil Gehrels Swift Observatory dispone di un telescopio da 30 centimetri di apertura, l’Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT). Nonostante le dimensioni contenute, l’osservazione dallo spazio consente una sensibilità comparabile a quella di telescopi terrestri di classe molto superiore per le lunghezze d’onda ultraviolette.
Le immagini di 3I/ATLAS sono state ottenute combinando decine di esposizioni brevi. Nel visibile il tempo totale di integrazione ha raggiunto circa 42 minuti, mentre nell’ultravioletto ha superato le due ore. Questa tecnica ha permesso di isolare l’emissione diffusa dell’OH attorno al nucleo cometario.
Attività dell’acqua a grande distanza dal Sole
L’aspetto più sorprendente riguarda la distanza alla quale è stata rilevata l’attività dell’acqua. Swift ha individuato il segnale quando la cometa si trovava a una distanza dal Sole quasi tre volte superiore a quella tra la Terra e il Sole.
A tali distanze, nelle comete del Sistema Solare, l’acqua superficiale tende a rimanere stabile sotto forma di ghiaccio. L’attivazione cometaria è solitamente dominata da specie più volatili, come il monossido di carbonio o l’anidride carbonica, che sublimano a temperature inferiori.
Nel caso di 3I/ATLAS è stata stimata una perdita d’acqua pari a circa 40 chilogrammi al secondo. Si tratta di un tasso significativo per un oggetto osservato così lontano dal Sole, indicativo di processi di rilascio che meritano un’analisi approfondita.
Possibili meccanismi fisici alla base dell’emissione
L’intensità del segnale ultravioletto suggerisce che l’acqua non provenga esclusivamente dalla sublimazione diretta della superficie del nucleo.
Una delle ipotesi compatibili con i dati riguarda la presenza di grani ghiacciati espulsi dal nucleo. Queste particelle, una volta separate dal corpo principale, aumentano la loro superficie esposta alla radiazione solare. Il riscaldamento dei grani potrebbe favorire la sublimazione dell’acqua anche a distanze in cui il nucleo principale rimarrebbe relativamente inattivo.
Un altro elemento di interesse è la possibile presenza di strati di ghiaccio differenziati all’interno del nucleo. La struttura stratificata può conservare informazioni sulle condizioni di temperatura e pressione presenti nel sistema stellare di origine. L’analisi delle specie volatili fornisce quindi indizi indiretti sui processi di formazione planetaria attorno ad altre stelle.
L’acqua come parametro standard per lo studio delle comete
Nel caso delle comete del Sistema Solare, l’acqua rappresenta il principale indicatore di attività. La quantità di H2O rilasciata consente di:
- determinare il livello di attivazione del nucleo;
- confrontare la composizione chimica tra oggetti diversi;
- stimare la distribuzione delle specie volatili intrappolate nei ghiacci primordiali.
La rilevazione dell’OH su 3I/ATLAS permette di applicare gli stessi criteri di analisi a un oggetto proveniente da un altro sistema stellare. Questo confronto diretto costituisce un passaggio metodologico cruciale: la chimica delle comete non è limitata al contesto solare, ma può essere indagata su scala galattica.
Differenze tra gli oggetti interstellari osservati finora
Ogni visitatore interstellare identificato ha mostrato caratteristiche distinte. 1I/‘Oumuamua non ha evidenziato chiari segni di attività cometaria, mentre 2I/Borisov si è rivelata ricca di monossido di carbonio.
3I/ATLAS introduce un nuovo elemento: emissione di acqua rilevabile a grande distanza. Questa diversità suggerisce che i sistemi planetari possano produrre corpi minori con composizioni chimiche variabili, influenzate da fattori quali:
- temperatura del disco protoplanetario;
- distribuzione delle zone di sublimazione dei ghiacci;
- intensità della radiazione stellare;
- dinamica gravitazionale durante la formazione dei pianeti.
Le differenze osservate tra questi tre oggetti forniscono una base empirica per studiare la varietà dei processi di accrescimento nei dischi circumstellari.
Implicazioni per la chimica prebiotica
L’acqua è un ingrediente fondamentale per la chimica organica complessa. La sua presenza in una cometa interstellare indica che molecole volatili essenziali possono formarsi e conservarsi in ambienti extrasolari.
Le comete sono considerate serbatoi di materiali primitivi. Nei modelli di formazione planetaria, esse contribuiscono al trasporto di acqua e composti organici verso pianeti rocciosi giovani. L’osservazione di acqua su 3I/ATLAS suggerisce che tali processi potrebbero essere comuni in altri sistemi stellari.
L’identificazione dell’OH rappresenta un indicatore chimico diretto. La radiazione ultravioletta del Sole dissocia le molecole d’acqua liberate, producendo idrossile che emette nel dominio UV. La misura di questo segnale fornisce una stima quantitativa del tasso di perdita d’acqua.
Il contributo del telescopio Swift
Il successo dell’osservazione dimostra l’efficacia di strumenti spaziali di dimensioni moderate quando operano al di sopra dell’atmosfera terrestre. L’Ultraviolet/Optical Telescope di Swift sfrutta l’assenza di assorbimento atmosferico per intercettare emissioni deboli invisibili agli osservatori terrestri.
La rapidità di puntamento dell’osservatorio ha permesso di osservare 3I/ATLAS poche settimane dopo la scoperta. Questa tempestività è determinante nel caso di oggetti interstellari, la cui traiettoria può renderli rapidamente troppo deboli o troppo vicini al Sole per un’osservazione sicura.
Evoluzione futura di 3I/ATLAS e prospettive di ricerca
Dopo la fase iniziale di osservazione, 3I/ATLAS si è progressivamente affievolita fino a uscire temporaneamente dal campo osservativo. È previsto un nuovo periodo di visibilità a partire dalla metà di novembre, quando l’oggetto tornerà in una configurazione favorevole.
Il monitoraggio successivo consentirà di verificare l’evoluzione dell’attività cometaria man mano che la distanza dal Sole cambia. L’analisi comparativa dei dati raccolti in fasi orbitali differenti permetterà di affinare i modelli di sublimazione e di distribuzione dei ghiacci.
La rilevazione dell’idrossile costituisce una prova solida del rilascio di acqua a distanze considerevoli dal Sole. Questo risultato amplia il quadro delle conoscenze sui materiali che popolano lo spazio interstellare e rafforza l’idea che i componenti fondamentali dei pianeti siano diffusi nella Galassia.
3I/ATLAS si inserisce così in un ambito di ricerca destinato a crescere nei prossimi anni, con l’aumento delle capacità di rilevazione di oggetti interstellari e con l’entrata in funzione di nuovi strumenti astronomici ad alta sensibilità.