La prima cometa interstellare immortalata da Hubble

Chissà da quanto tempo viaggiava e da dove proviene. Parliamo dell’oggetto che ora sta attraversando come un proiettile il sistema solare, una cometa interstellare che è stata chiamata 2I/Borisov. Il 12 ottobre il telescopio Hubble ha puntato il suo occhio su di lei e ha fornito l’immagine più definita a disposizione della lontana e rapidissima visitatrice.

Un viaggio velocissimo

“Sta viaggiando così veloce che quasi non si preoccupa che il Sole sia lì” racconta David Jewitt della University of California, Los Angeles (UCLA), il leader del team di Hubble team che ha osservato la cometa. In effetti la traiettoria attraverso il sistema solare è iperbolica e mostra una deflessione molto piccola causata dalla gravità solare. Sono l’altissima velocità che ha raggiunto (ben 177.000 km/h) e il fatto di passare poco oltre l’orbita di Marte, non proprio vicinissima al Sole come distanza minima, a far sì che abbia una traiettoria del genere. Borisov va così veloce che passerà alla distanza minima dal Sole il 7 dicembre e, entro la metà dell’anno prossimo, sarà già a una distanza maggiore di Giove. Per confronto l’oggetto artificiale che abbiamo lanciato più lontano, la sonda Voyager 1, ci mise ben 1 anno e mezzo a raggiungere Giove. Ma la cosa più importante è che nulla nel nostro sistema solare potrebbe averla fatta cadere verso le regioni centrali a una velocità del genere. La sua traiettoria quindi implica che la cometa non può che venire da un altro sistema solare e quando è entrata nel nostro dalla direzione di Cassiopea doveva viaggiare già a 115.000 km/h.

Questo fa di 2I/Borisov il secondo oggetto di sicura origine interstellare osservato e in effetti la sigla 2I sta proprio a indicare questo (I sta per interstellar). Il primo oggetto per cui è stato necessario introdurre questa sigla di classificazione è stato 1I/2017 U1, subito battezzato ‘Oumuamua. Tuttavia l’oggetto del 2017 era ben diverso da 2I/Borisov. “Mentre ‘Oumuamua appariva come una roccia, Borisov è molto attivo, più simile a una normale cometa. Il perché siano così differenti è un mistero” spiega Jewitt.

L’analisi delle osservazioni indicò infatti che ‘Oumuamua non mostrava segni evidenti di una chioma di gas e polveri e fosse perciò un asteroide roccioso, per altro con una forma molto allungata, quasi a sigaro. La formazione di una chioma invece avviene solo se in un oggetto spaziale sono presenti acqua o gas ghiacciati. Con l’avvicinarsi al sole il ghiaccio comincia a sublimare sempre più velocemente formando una nuvola di gas e polvere attorno all’oggetto che poi viene dispersa dal vento solare dando così origine alla classica cometa con la coda che conosciamo. Le immagini ottenute mostrano che Borisov è proprio un oggetto di questo tipo.

Polveri preziose

Il telescopio spaziale Hubble che ormai sta per compiere 30 anni si è mostrato come sempre un strumento di indagine fondamentale. Progettato e costruito nell’ambito di una collaborazione tra ESA e NASA e lanciato nell’ormai lontano 1990, è stato progressivamente migliorato e aggiornato rimanendo uno dei migliori telescopi a disposizione. Certo in questi 30 anni lo sviluppo delle ottiche adattive, capaci di contrastare l’effetto della turbolenza atmosferica e di gestire il peso di specchi di grandi dimensioni, ha permesso la costruzione di telescopi terrestri di quasi 40 m di diametro a confronto dei quali i 2,4 m di Hubble sembrano veramente pochi.

Il vantaggio di trovarsi al di fuori dall’atmosfera, però, rimane fondamentale per la definizione delle immagini, caratteristica molto utile per immortalare la prima cometa interstellare che siamo riusciti a individuare. Le immagini di Hubble, scattate a una distanza di circa 420 milioni di km, mostrano molto chiaramente una concentrazione centrale di polvere attorno al nucleo che impedisce la visione diretta di quest’ultimo. E proprio questa nube emessa dalla cometa è molto preziosa dal punto di vista scientifico.

Borisov rappresenta infatti una grande occasione per studiare un sistema extrasolare perché nel suo lungo viaggio sta portando con se informazioni sul sistema in cui si è formato che ora sta espellendo sotto forma di gas e polveri. I dati che stiamo raccogliendo durante il suo passaggio contengono infatti informazioni sulla composizione chimica, la struttura e le caratteristiche della polvere degli elementi costitutivi di un sistema planetario alieno formatosi molto tempo fa e molto lontano da noi. E i primi dati sono già molto interessanti.

“Sebbene un altro sistema stellare potrebbe essere abbastanza diverso dal nostro, il fatto che le proprietà della cometa siano molto simili a quelle degli elementi costitutivi del sistema solare è veramente notevole,” ha commentato Amaya Moro-Martin dello Space Telescope Science Institute di Baltimore. Fino ad ora solo Oumuamua ci aveva portato informazioni da un sistema alieno, ma si trattava appunto di un asteroide con caratteristiche differenti da quelle che hanno le comete. In teoria ci dovrebbero essere centinaia intrusi nel nostro sistema solare. Le stime indicano che nella zona all’interno dell’orbita di Nettuno (un area comunque molto grande) ne dovrebbero passare ben 10.000 al giorno, ma la maggior parte sono troppo piccoli e hanno una luce troppo debole per poter essere visti con gli attuali strumenti.

Una cometa unica

Il nome della cometa è dovuto a Gennady Borisov, un astronomo amatoriale che l’ha osservata per primo il 30 agosto di quest’anno. Una settimana di osservazione da parte di astronomi di tutto il mondo ha permesso di calcolare la sua particolare traiettoria e la sua provenienza interstellare. Fino all’avvistamento di Borisov tutte le comete che abbiamo osservato provenivano invece dalla fascia di Kuiper o dall’ipotetica nube di Oort. La prima è una concentrazione di comete nelle regioni esterne del sistema solare che inizia al di là dell’orbita di Plutone ed è vicina al piano delle orbite dei pianeti. Quando a causa di perturbazioni gravitazionali queste comete modificano la loro orbita e cadono verso il centro del sistema solare, acquisiscono delle orbite ellittiche allungate che le portano a passare periodicamente vicino al Sole per poi tornare nella zona di origine al di là dell’orbita di Plutone. Si suppone che le comete di breve e medio periodo (quelle che percorrono la loro orbita in meno di 20 o meno di 200 anni) vengano dalla fascia di Kuipert.

La nube di Oort invece si pensa che sia la zona di provenienza delle comete di lungo periodo, con orbite estremamente allungate e con tempi di ritorno che possono arrivare anche fino a milioni di anni. Si tratterebbe di una nube sferica diffusa attorno al sistema solare fino a circa un anno luce di distanza, in cui potrebbero essere sparpagliate miliardi di comete a grande distanza l’una dall’altra. In questa zona la gravità solare è debolissima e basta qualche perturbazione gravitazionale dovuta a stelle vicine o alla Via Lattea stessa a perturbare le orbite delle comete facendole disperdere nello spazio o facendole cadere verso il Sole. Le comete che provengono dalla nube di Oort non è detto che siano periodiche. Nella loro caduta verso il centro del sistema solare sotto l’influenza gravitazionale dei pianeti possono infatti essere rallentate assestandosi su orbite più brevi, ma anche accelerate quel tanto che basta per sfuggire definitivamente alla gravità solare.

Tutte queste comete hanno perciò orbite ellittiche, magari anche molto allungate, e qualcuna può avere un’orbita parabolica (la parabola si può pensare come la curva di passaggio tra un ellisse e un iperbole) o, più correttamente, una traiettoria iperbolica molto vicina a una parabola. Nulla a che vedere con Borisov che invece ha una traiettoria iperbolica estremamente pronunciata che la contraddistingue come oggetto interstellare. Le osservazioni mostrano che è comune la presenza di anelli e nubi di frammenti di ghiaccio attorno alle stelle giovani nei sistemi stellari in formazione. È probabile che Borisov sia proprio una di quelle comete scagliate via dal loro sistema stellare da dei processi gravitazionali (fenomeno molto comune soprattutto nelle fasi di formazione) e finite a vagare negli sterminati spazi interstellari e che ora dopo un lunghissimo vagabondaggio solitario si trova a passare vicino al nostro Sole.

Hubble e gli altri telescopi continueranno a seguire attentamente Borisov almeno fino a Gennaio cercando di scoprire quanto è più possibile. Gli astronomi non sanno cosa aspettarsi dal suo passaggio vicino al Sole. “Le nuove comete sono sempre imprevedibili”, spiega Max Mutchler, anche lui membro del team di osservazione. “Alcune volte brillano all’impovviso o iniziano anche a frammentarsi quando sono esposte per la prima volta al all’intenso calore del Sole. Hubble, con la sua sensitività e risoluzione superiore è pronto a seguire qualsiasi cosa accada prossimamente”.

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Immagine: NASA, ESA and D. Jewitt (UCLA)