A 2I/Boriszov valószínűleg rendkívül hideg környezetben képződött, nagy mennyiségű szén-monoxidot mutat

Egy galaktikus látogató tavaly lépett be Naprendszerünkbe: csillagközi üstökös 2I/Boriszov. Amikor a csillagászok az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA-ra mutattak az üstökösnél 2019. december 15-én és 16-án, először figyelték meg közvetlenül a miénktől eltérő bolygórendszerben lévő tárgyakban tárolt vegyszereket. Ezt a kutatást online közzétették 2020. április 20-án a Nature Astronomy folyóiratban .

felfedte

Martin Cordiner és Stefanie Milam által vezetett nemzetközi tudósok csoportjának ALMA megfigyelései a NASA Goddard Űrrepülési Központjában Greenbeltben (Maryland) azt mutatták, hogy az üstökösből távozó gáz szokatlanul magas szén-monoxid-CO-t tartalmaz. A CO-koncentráció magasabb, mint bárki másnál bármely üstökösben észlelhető a Nap 2 au-n belül kevesebb, mint 186 millió mérföldön vagy 300 millió kilométeren belül [1]. A 2I/Boriszov CO-koncentrációját a Naprendszer átlagos üstökösének kilenc és 26-szorosa között becsülték.

A csillagászok érdekeltek abban, hogy többet megtudjanak az üstökösökről, mert ezek a tárgyak idejük nagy részét bármely csillagtól nagy távolságban, nagyon hideg környezetben töltik. A bolygókkal ellentétben belső összetételük születésük óta nem változott jelentősen. Ezért sokat elárulhattak azokról a folyamatokról, amelyek születésük során protoplanetáris lemezeken történtek. "Ez az első alkalom, hogy egy üstökösbe tekintünk a Naprendszerünkön kívülről - mondta Martin Cordiner asztrokémikus -, és drámai módon különbözik a legtöbb más üstököstől, amelyet korábban láttam."

Az ALMA két molekulát detektált az üstökös által kiszorított gázban: hidrogén-cianid HCN és szén-monoxid CO. Míg a csapat arra számított, hogy a 2N/Boriszovban jelen lévő HCN-t a Nap-üstökös rendszerben található mennyiséghez hasonló mennyiségben látja, meglepődtek, hogy nagy mennyiségű CO-t láttak. "Az üstökösnek bizonyára nagyon jégben gazdag anyagból kellett származnia. A CO, amely csak az űrben található legalacsonyabb hőmérsékleten, -420 Fahrenheit -250 Celsius fok alatt van jelen "- mondta Stefanie Milam bolygótudós.

"Az ALMA kulcsfontosságú volt abban, hogy átalakítsuk a üstökös anyag természetének megértését a saját naprendszerünkben, és most a szomszédos szomszédainktól származó egyedülálló objektummal. Ez csak annak köszönhető, hogy az ALMA példátlanul érzékeny a hullámhosszakra. Amelyek képesek jellemezni az ilyen egyedi tárgyakból származó gáz "- mondta Anthony Remijan, a virginiai Charlottesville-i Nemzeti Rádiócsillagászati ​​Obszervatórium és a cikk társszerzője.

A szén-monoxid az egyik leggyakoribb molekula az űrben, és a legtöbb üstökösben található meg. Az üstökösökben azonban nagy a CO-koncentráció változása, és senki sem tudja, miért. Ezek egy része összefüggésben lehet azzal, hogy hol alakult ki üstökös a Naprendszerben; némelyik azzal a frekvenciával van összefüggésben, amellyel az üstökös pályája közelebb hozza a Naphoz, és felszabadítja a könnyebben elpárologtató jégét.

"Ha az általunk megfigyelt gázok a 2I/Boriszov szülőház összetételét tükrözik, akkor ez azt mutatja, hogy másképp alakulhatott ki, mint az üstökösök saját naprendszerünkben, egy távoli bolygórendszer rendkívül hideg külső régiójában" - tette hozzá Cordiner. Ez a régió összehasonlítható a Neptunuszon túli jeges testek hideg régiójával, az úgynevezett Kuiper-övvel.

A csapat csak arra spekulálhat, hogy milyen típusú csillag helyezte el a 2I/Boriszov bolygórendszert. "Az ALMA-val megfigyelt protoplanetáris lemezek többsége olyan alacsony tömegű csillagok fiatalabb verzióiban található meg, mint a Nap" - mondta Cordiner. "Sok ilyen lemez messze túlmutat azon a régión, ahol a saját üstököseink kialakulását feltételezik, és nagy mennyiségű rendkívül hideg gázt és port tartalmaznak. Lehetséges, hogy a 2I/Boriszov e nagyobb lemezek egyikéből származott.".

Nagy sebessége miatt, amikor 33 km/s vagy 21 mérföld/s sebességgel haladt keresztül Naprendszerünkön, a csillagászok azt gyanítják, hogy a 2I/Boriszovot kiszorították a fogadó rendszeréből, valószínűleg egy elhaladó csillaggal vagy óriásbolygóval való kölcsönhatással. Milliókat vagy milliárdokat költött. évek során egy hideg, magányos utazáson keresztül a csillagközi térben, mielőtt Gennagyij Boriszov amatőr csillagász 2019. augusztus 30-án felfedezte volna.

A 2I/Boriszov csak a második csillagközi objektum, amelyet naprendszerünkben észleltünk. Az elsőt - 1I/'Oumuamua - 2017 októberében fedezték fel, ekkor már kialakult, ami megnehezítette a részletek elárulását arról, hogy üstökösről, aszteroidáról vagy valami másról van-e szó. A 2I/Boriszov körüli aktív gáz- és porkóma jelenléte tette az első megerősített csillagközi üstökössé.

Amíg más csillagközi üstökösöket nem észlelnek, a 2I/Boriszov szokatlan összetétele nem magyarázható könnyen, és több kérdést vet fel, mint amennyit megválaszol. Összetétele jellemző a csillagközi üstökösökre? Látunk-e további csillagközi üstökösöket az elkövetkező években, különös kémiai összetételekkel? Mit árulnak el arról, hogyan alakulnak a bolygók más csillagrendszerekben?

"2I/Boriszov adta nekünk az első betekintést a másik bolygórendszert formáló kémiaba" - mondta Milam. "De csak akkor, ha összehasonlíthatjuk az objektumot más csillagközi üstökösökkel, megtudjuk, hogy a 2I/Boriszov különleges eset-e, vagy minden csillagközi objektum szokatlanul magas CO-tartalommal rendelkezik."

jegyzet

[1] A C/2016 R2 PanSTARRS néven ismert üstökös, amely az Oort felhőből származott, még magasabb CO-tartalommal rendelkezett, mint Boriszov, amikor 2,8 au távolságra volt a Naptól.

A Nemzeti Rádiócsillagászati ​​Obszervatórium a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet együttműködési megállapodás alapján működtetnek az Associated Universities, Inc. céggel.