Por primera vez, El Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA rastreó la pérdida de agua de un cometa interestelar a medida que se acercaba y rodeaba el Sol. El objeto, 2I / Borisov, viajó a través del sistema solar a finales de 2019.

"Borisov no encaja perfectamente en ninguna clase de cometas del sistema solar, pero tampoco se destaca excepcionalmente de ellos, "dijo Zexi Xing, un estudiante de posgrado en la Universidad de Hong Kong y la Universidad de Auburn en Alabama que dirigió la investigación. "Hay cometas conocidos que comparten al menos una de sus propiedades".

Los cometas son grupos de gases congelados mezclados con polvo, a menudo llamado "bolas de nieve sucias". Los científicos estiman que cientos de miles de millones de ellos pueden orbitar alrededor del Sol. Según la velocidad y la ruta calculada de Borisov, sin embargo, debe haber venido de fuera del sistema solar. El cometa es solo el segundo visitante interestelar conocido, descubierto dos años después del primer objeto, llamado 'Oumuamua, con cremallera a través del sistema solar.

El astrónomo aficionado Gennady Borisov descubrió el cometa el 30 de agosto cuatro meses antes de que hiciera su máxima aproximación al Sol. La identificación temprana dio tiempo a múltiples observatorios espaciales y terrestres para realizar observaciones detalladas de seguimiento. En octubre, científicos que utilizan el Observatorio Apache Point en Sunspot, Nuevo Mexico, detectó el primer indicio de agua del cometa. En los meses siguientes, El telescopio espacial Hubble de la NASA tomó imágenes de Borisov mientras el cometa aceleraba a unos 100, 000 millas (161, 000 kilómetros) por hora.

Cuando un cometa se acerca al Sol, el material congelado en su superficie, como el dióxido de carbono, se calienta y comienza a convertirse en gas. Cuando se acerca a 230 millones de millas (370 millones de kilómetros) del Sol, el agua se vaporiza. Xing y sus colegas confirmaron la presencia de agua de Borisov y midieron sus fluctuaciones usando luz ultravioleta.

Cuando la luz del sol rompe las moléculas de agua, uno de los fragmentos es hidroxilo, una molécula compuesta por un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno. Swift detecta la huella digital de la luz ultravioleta emitida por el hidroxilo utilizando su telescopio óptico / ultravioleta (UVOT). Entre septiembre y febrero, El equipo de Xing hizo seis observaciones de Borisov con Swift. Vieron un aumento del 50% en la cantidad de hidroxilo, y por lo tanto de agua, que Borisov produjo entre el 1 de noviembre y el 1 de diciembre. que estaba a solo siete días del roce más cercano del cometa con el Sol.

En el pico de actividad, Borisov arrojó ocho galones (30 litros) de agua por segundo, suficiente para llenar una bañera en unos 10 segundos. Durante su viaje por el sistema solar, el cometa perdió casi 61 millones de galones (230 millones de litros) de agua, suficiente para llenar más de 92 piscinas olímpicas. Mientras se alejaba del sol, La pérdida de agua de Borisov disminuyó, y lo hizo más rápidamente que cualquier cometa previamente observado. Xing dijo que esto podría haber sido causado por una variedad de factores, incluida la erosión superficial, cambio rotacional e incluso fragmentación. De hecho, Los datos del Hubble y otros observatorios muestran que trozos del cometa se rompieron a finales de marzo.

"Estamos muy contentos de que el rápido tiempo de respuesta de Swift y las capacidades UV capturaran estas tasas de producción de agua, "dijo el coautor Dennis Bodewits, profesor asociado de física en Auburn. "Para cometas, expresamos la cantidad de otras moléculas detectadas como una relación a la cantidad de agua. Proporciona un contexto muy importante para otras observaciones ".

Las mediciones de la producción de agua de Swift también ayudaron al equipo a calcular que el tamaño mínimo de Borisov es de poco menos de media milla (0,74 kilómetros) de ancho. El equipo estima que al menos el 55% de la superficie de Borisov, un área aproximadamente equivalente a la mitad de Central Park, estaba desprendiendo material activamente cuando estaba más cerca del Sol. Eso es al menos 10 veces el área activa en la mayoría de los cometas del sistema solar observados. Borisov también se diferencia de los cometas del sistema solar en otros aspectos. Por ejemplo, astrónomos que trabajan con Hubble y Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, un radiotelescopio en Chile, descubrió que Borisov producía los niveles más altos de monóxido de carbono jamás vistos desde un cometa a esa distancia del Sol.

Borisov tiene algunos rasgos en común con los cometas del sistema solar, aunque. Su aumento en la producción de agua a medida que se acercaba al Sol fue similar a los objetos observados anteriormente. Xing y su equipo también encontraron que otras moléculas en el inventario químico de Borisov, y su abundancia, son similares a los cometas de cosecha propia. Por ejemplo, con respecto al hidroxilo y el cianógeno, un compuesto compuesto de carbono y nitrógeno, Borisov produjo una pequeña cantidad de carbono diatómico, una molécula formada por dos átomos de carbono, y amidógeno, una molécula derivada del amoniaco. Alrededor del 25% al ​​30% de todos los cometas del sistema solar comparten ese rasgo.

Pero las características combinadas de Borisov desafían la ubicación en cualquier familia de cometas conocida. Los científicos todavía están reflexionando sobre lo que esto significa para el desarrollo de cometas en otros sistemas planetarios.

Los resultados del equipo fueron publicados el 27 de abril de 2020, cuestión de la Cartas de revistas astrofísicas y están disponibles en línea.

Swift fue desarrollado para estudiar explosiones de rayos gamma, las explosiones más luminosas del universo. Pero durante la última década, Bodewits lo ha utilizado para aprender más sobre los cometas a medida que atraviesan el sistema solar. La mayor parte de la luz ultravioleta es absorbida por la atmósfera de la Tierra, por lo que los científicos deben buscar la firma del hidroxilo desde el espacio. Y como Swift tiene una estrategia de observación flexible y un tiempo de reacción rápido, puede realizar un seguimiento a largo plazo de nuevos objetivos interesantes. Las primeras cinco observaciones de Borisov se compusieron de instantáneas UVOT tomadas durante 12 horas, y la última fue una serie de imágenes capturadas durante 24 horas.

"El equipo no imaginó que la misión contribuiría tanto a nuestra comprensión de la ciencia planetaria cuando se estaba construyendo, ", dijo el investigador principal de Swift, S. Bradley Cenko, en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Pero es un buen ejemplo de personas que encuentran formas creativas y poderosas de usar las capacidades que existen para hacer ciencia inesperada y emocionante".