El cometa Borisov com a base per fomentar la vigilància dels objectes interestel·lars

Els cometes i asteroides han captat la curiositat humana des de fa molt de temps. Fins fa poc, tots els exemples documentats pertanyien al nostre sistema solar. Això va canviar amb el descobriment del primer objecte interestel·lar conegut, l’1I/2017 U1 (ʻOumuamua), el 2017, del qual ja us vaig parlar en dos articles fa uns anys (“La natura de l’objecte interestel·lar 1 I/2017 U ʻOumuamua” i “Debatent la natura i l’origen de l’objecte interestel·lar ʻOumuamua”).

Dos anys després, l’astrònom aficionat de Crimea Guennadi Borisov va descobrir (i va anomenar) un segon objecte interestel·lar, el primer de naturalesa cometària: 2I/Borisov (podeu descobrir més d’aquest descobriment en l’article que vaig escriure l’any 2019 “El cometa interestel·lar Borisov”).

Tots dos procedeixen de l’espai interestel·lar, després de formar-se al voltant d’algun altre estel, i ara publiquem un estudi de l’activitat del cometa interestel·lar 2I/Borisov realitzat parcialment des del telescopi robòtic Joan Oró localitzat a l’Observatori del Montsec, de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), en què analitzem en detall la seva evolució i propietats. A més, destaquem la dificultat que suposa la creixent contaminació lumínica per detectar aquests objectes en un futur.

D’on procedia el cometa Borisov?

En les etapes inicials de la formació del nostre sistema planetari els planetes gegants van participar en la dispersió gravitatòria d’asteroides i de cometes que es trobaven pel camí. A hores d’ara, els models que expliquen millor les característiques actuals del sistema solar indiquen que es va produir una ejecció massiva de petits cossos. Aquest va ser possiblement l’origen del cometa vagabund Borisov.

Quan aquests asteroides i cometes van abandonar altres sistemes planetaris es van convertir en objectes errants i molts d’ells encara vaguen per l’espai interestel·lar. No obstant això, quan es produeix una trobada fortuïta amb altres estels la seva història dinàmica pot canviar. Això va ser precisament el que va ocórrer a ʻOumuamua i al cometa 2I/Borisov quan van creuar a tota velocitat el nostre sistema planetari: van tornar a l’espai interestel·lar un cop van interaccionar gravitatòriament amb la nostra estrella, i van ser desviats en la seva trajectòria.

Figura 1. Comparativa de les òrbites d’ʻOumumua i 2I/Borisov en el seu ràpid trànsit per les proximitats del Sol. Els dos objectes canvien significativament les seves òrbites, però no són capturats pel Sol. - Imatge: © Wikimedia

Aprofundint en la natura del cometa 2I/Borisov

Els cometes són objectes difusos, generalment de pocs quilòmetres de diàmetre, però que, com que estan compostos per gels, desenvolupen un brillant i estès embolcall de gas i pols anomenat coma. Quan s’endinsen prou en el sistema solar, durant la trobada amb el Sol poden fins i tot desenvolupar cues molt més extenses que els fan reconeixibles en les imatges estel·lars.

Actualment podem comprendre millor l’evolució fotomètrica del cometa Borisov, gràcies al fet que a mesura que viatjava pel sistema solar interior, es van anar compilant observacions utilitzant telescopis de mida mitjana. Aquestes dades han estat crucials per obtenir informació sobre la seva mida i composició, així com sobre com es comporten aquests objectes, després de milions d’anys en l’espai interestel·lar, quan s’exposen a la radiació del Sol. Atès que 2I/Borisov és el primer cometa interestel·lar que s’ha observat mai , delimitar el seu comportament és de gran interès científic.

Les imatges obtingudes pel telescopi espacial Hubble ens van meravellar pel seu detall i van permetre conèixer millor les dimensions del cometa. Tot i això, el cometa va ser difícil d’observar per la seva debilitat. De fet, l’aparença feble i difusa en les nostres observacions del cometa 2I/Borisov exemplifiquen el repte observacional que suposava, fins i tot per a telescopis de mitjana grandària.

Figura 2. El cometa 2I/Borisov captat el 18 de setembre de 2019 amb el telescopi robòtic Joan Oró, quan es trobava a 488 milions de km de la Terra. - Imatge: © J.M. Trigo / IEEC

Tot i així, la importància dels telescopis de menys d’un metre va quedar exemplificada tant amb el descobriment com amb el seguiment que van dur a terme desenes d’observatoris. Això és rellevant perquè els astrònoms aficionats, com el mateix Guennadi Borisov, desenvolupen una tasca fonamental en el seguiment d’aquests objectes, complementària al seguiment que fan els observatoris professionals.

Les observacions crucials del telescopi espacial Hubble

Com hem dit, les imatges obtingudes pel telescopi espacial Hubble han permès fer un seguiment detallat del cometa Borisov, i un equip internacional liderat per David Jewitt ha estimat que el cometa 2I/Borisov posseïa menys d’1 km de diàmetre. També va ser capaç de detectar-ne la fragmentació posterior que va tenir lloc el 30 de març de 2020.

Figura 3. El telescopi espacial Hubble de la NASA va captar aquesta imatge el 12 d’octubre de 2019, quan el cometa 2I/Borisov era a uns 418 milions de quilòmetres de la Terra. La imatge mostra l’embolcall de pols i gas al voltant del nucli del cometa, l’anomenada coma. - Imatge: © NASA, ESA and D. Jewitt (UCLA)

A la coma del cometa 2I/Borisov, a semblança de la dels cometes del nostre sistema planetari, un equip liderat per D. Bodewits va descobrir diverses molècules generades en la sublimació de gels i matèria orgànica, tot i que era dominada per monòxid de carboni (CO), molt més abundant que l’aigua. Aquest embolcall gasós també contenia cianur (CN), azanida (NH2), hidròxid (OH) i cianur d’hidrogen (HCN), entre d’altres.

Aquest component gasós es va mantenir actiu mentre l’objecte passava a menys de sis unitats astronòmiques del Sol, produït en escalfar-se el nucli del cometa. Es sospita, això sí, que la relativament pobra sublimació observada és conseqüència d’una summament llarga estada en el medi interestel·lar que va suposar una pèrdua significativa de compostos volàtils.

La raó és que, en aquest entorn extrem, les superfícies d’aquests cometes devien estar subjectes durant desenes de milions d’anys a la radiació còsmica, sent processades tèrmicament i veient alterada la seva composició superficial.

Com afecta la contaminació lumínica en la brillantor del fons del cel el descobriment de nous cometes?

Les càmeres digitals es veuen molt afectades pel creixent empitjorament de la qualitat del cel nocturn, particularment a causa de les longituds d’ona que emeten les tan de moda lluminàries led. I això ens hauria de preocupar perquè la brillantor creixent del fons del cel és el causant principal que aquests cossos puguin passar desapercebuts per als astrònoms.

L’adopció de polítiques adequades a la preservació de la foscor del cel en la planificació urbana de tot el món exercirà un paper fonamental en la preservació dels observatoris i en la garantia de condicions òptimes per a la recerca astronòmica. No hem de perdre qualsevol oportunitat d’emfatitzar davant els nostres ajuntaments que Catalunya ha estat pionera en la regulació de la contaminació lumínica.

Tot i així, el problema creix sense control a nivell global, com exemplifica que el mateix Observatori Paranal a Xile va denunciar a principis d’any l’impacte negatiu que un projecte industrial tindria en la qualitat de les seves observacions.

Per això, davant d’aquest repte observacional que afrontem, resulta cada vegada més urgent la necessitat de crear un sistema de detecció espacial d’asteroides i cometes. Una sèrie de telescopis en òrbita permetrien monitoritzar tot el cel al voltant de la Terra per no deixar a l’atzar cap trobada fortuïta. Tot i així esperem que el nou programa de patrullatge del firmament LSST de l’Observatori Vera Rubin permeti descobrir nous cometes interestel·lars.

Si bé és cert que el risc d’impacte per un cometa s’estima és un ordre de magnitud inferior al que s’associa als asteroides, els cometes interestel·lars afegeixen una altra font d’objectes a aquesta equació. La futura missió Comet Interceptor de l’ESA és el marc en què s’ha presentat el treball sobre el cometa 2I/Borisov per aprendre més detalls sobre aquests objectes gelats esquius. La missió de l’ESA pretén anar a la caça del proper cometa interestel·lar per tal d’aprendre tot el possible sobre la seva natura.

Sembla summament improbable que un impacte amb un cometa de la mida del 2I/Borisov ocorri en els pròxims cent milions d’anys, però, per si de cas, tots voldríem estar informats a temps en el cas que una trobada amb un objecte interestel·lar de gran potència destructiva pogués tenir lloc.