Odkryto ciężkie pierwiastki w gazowych otoczkach komet

Polscy naukowcy zbadali międzygwiazdową kometę 2I/Borisov, a zespół belgijski przeanalizował komety Układu Słonecznego. Swoje prace opublikowali niezależnie w dwóch artykułach w prestiżowym czasopiśmie "Nature".

Obiekt 2I/Borisov to kometa, ale unikatowa, bowiem dotarła do nas spoza Układu Słonecznego. Jest drugim zaobserwowanym "obcym" obiektem po 'Oumuamua. Piotr Guzik i Michał Drahus z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie przeprowadzili pod koniec stycznia 2020 r. obserwacje 2I/Borisov przy pomocy teleskopu VLT należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Kometa znajdowała się wtedy około 300 milionów kilometrów od Słońca, czyli około dwa razy dalej niż dystans Ziemia-Słońce.

Mimo tak dużego dystansu, w jej otoczce udało się wykryć obecność niklu w formie gazowej. To bardzo zaskakujące, bowiem do tej pory gazy z atomami ciężkich metali obserwowano jedynie w gorących środowiskach, na przykład w atmosferach ultragorących egzoplanet, albo w przypadku komet przelatujących bardzo blisko Słońca.

"To, co odróżnia kometę 2I/Borisov, to niska temperatura otoczki, spowodowana dużą odległością od Słońca. Oznacza to, że nikiel uwalniany jest w inny sposób aniżeli przez parowanie obfitujących w metale kometarnych pyłów i okruchów skalnych - tłumaczy mgr Piotr Guzik, doktorant na Uniwersytecie Jagiellońskim. - Najpierw trudno nam było uwierzyć, że atomowy nikiel naprawdę mógłby występować w 2I/Borisov tak daleko od Słońca. Trzeba było zrobić wiele testów sprawdzających zanim sami siebie przekonaliśmy, iż tak faktycznie jest" - dodaje astronom.

Czy międzygwiazdowa kometa różni się od komet pochodzących z Układu Słonecznego? Poza trajektorią wskazującą na odległe pochodzenie 2I/Borisov, obie kategorie komet są podobne.

"Jedną z najbardziej zadziwiających cech komety 2I/Borisov jest to, że właściwie niczym nie różni od komet Układu Słonecznego. Mimo że powstała gdzieś w odległym zakątku naszej Galaktyki" - wskazuje dr Michał Drahus.

Zaskakujące odkrycie niklu w gazowej otoczce komety okazało się dodatkową wspólną cechą z rodzimymi kometami. W "Nature" został bowiem opublikowany artykuł belgijskiej grupy naukowców również dotyczący komet i podobnych badań. Zespół pod kierunkiem Jeana Manfroida z Uniwersytetu w Licge (Belgia) odkrył żelazo i nikiel w atmosferach wszystkich komet (około dwudziestu), które obserwował w ciągu ostatnich 20 lat, w tym w jednej znajdującej się bardzo daleko od Słońca.

Naukowcy obserwowali komety przy pomocy spektrografu UVES na teleskopie VLT. Teraz udało im się zidentyfikować słabe, nieznane linie w widmach tych komet i przypisać je do niklu oraz żelaza. Według oszacowań badaczy na każde 100 kilogramów wody w atmosferach tych komet przypada zaledwie 1 gram żelaza i podobna ilość niklu.

Naukowcy z belgijskiego zespołu mają nadzieję, że ich badania przetrą szlaki dla przyszłych odkryć. "Teraz ludzie będą szukać tych linii w swoich danych archiwalnych z innych teleskopów. Sądzimy, że pobudzi to także nowe badania tej tematyki" - mówi Emmanuel Jehin z Uniwersytetu w Licge.