Nel vasto racconto dei frammenti che il cosmo lancia tra i sistemi stellari, la cometa interstellare 3I/Atlas porta con sé un ghiaccio che non si mostra come ci si aspetterebbe. Il telescopio James Webb, osservando l'oggetto in tre momenti attorno al suo passaggio nel Sistema solare interno, ha visto un'acqua quasi nascosta, intrecciata con polveri refrattarie che ne alterano la voce luminosa. Ciò che sembrava una mancanza rivela invece una struttura: il ghiaccio non è mai puro, ma cresce insieme alla polvere, come accade ai mattoni e alla malta di mondi ancora in formazione. Questa scoperta s
Il ghiaccio sporco di 3I/Atlas: la cometa interstellare somiglia ai corpi oltre Nettuno
Le bande mancanti non dicono assenza di acqua, ma come è fatto il ghiaccio
Mark
Partiamo dal punto centrale: perché le bande mancanti sono così importanti?
Mimi
Perché a prima vista sembrano dire che l'acqua non c'è. Invece il team mostra che c'è, ma è mescolata a polvere scura in grani minuscoli, e questo spegne le bande deboli a 1,5 e 2 micrometri.
Mark
E la banda a 3 micrometri?
Mimi
Resta ben visibile, ed è proprio questo il segnale che permette di riconoscere il ghiaccio.
Luke
Fermiamoci un attimo: la struttura in aggregati è un risultato dei modelli, non una misura diretta dei grani, giusto?
Mimi
Giusto. Deriva da modelli basati sulla teoria di Mie e sull'approssimazione di Bruggeman applicati ai dati di Webb. Gli autori ne traggono questa conclusione, ma è un'inferenza.
Mark
Il legame con i corpi oltre Nettuno come nasce?
Mimi
Dal confronto con i dati del programma Jwst Disco: lo spettro di 3I/Atlas si sovrappone a quello dei Tno ricchi di anidride carbonica o di organici.
Luke
Quindi vuol dire che in quei Tno l'assorbimento è sempre acqua?
Mimi
No. Lo studio dice che in molti di essi può essere acqua, non che lo sia in tutti. Prima si pensava a metanolo o organici.
Luke
E la regola universale sulla formazione dei planetesimi?
Mimi
È la conclusione degli autori, partendo da un solo oggetto interstellare. È un'ipotesi forte, che altri oggetti dovranno confermare.
Mark
Che cosa ha aggiunto l'arco di tre osservazioni?
Mimi
Ha permesso di seguire la cometa da 3,1 au prima del perielio fino a 5,65 au in allontanamento, aprile 2026.
Il Polso
- Un'anomalia spettrale spiazza gli astronomi: la banda dell'acqua a 3 micrometri brilla, mentre le sue sorelle a 1,5 e 2 micrometri quasi scompaiono.
- Il ghiaccio della cometa è incastrato in aggregati microscopici di pirosseni e carbonio amorfo, che soffocano la luce e cambiano il volto dell'acqua.
- Il team guidato da Silvia Protopapa incrocia tre osservazioni Webb attorno al perielio del 29 ottobre 2025 e costruisce modelli fisici per decifrare il segnale.
- Il confronto con gli oggetti oltre Nettuno apre una nuova ipotesi: l'assorbimento attribuito a molecole organiche potrebbe derivare dall'acqua stessa.
- La questione resta aperta: la chiave di lettura reggerà anche per gli altri corpi transnettuniani, e lo dirà la prossima generazione di osservazioni.
Nel vasto racconto dei frammenti che il cosmo lancia tra i sistemi stellari, la cometa interstellare 3I/Atlas porta con sé un ghiaccio che non si mostra come ci si aspetterebbe. Il telescopio James Webb, osservando l'oggetto in tre momenti attorno al suo passaggio nel Sistema solare interno, ha visto un'acqua quasi nascosta, intrecciata con polveri refrattarie che ne alterano la voce luminosa. Ciò che sembrava una mancanza rivela invece una struttura: il ghiaccio non è mai puro, ma cresce insieme alla polvere, come accade ai mattoni e alla malta di mondi ancora in formazione. Questa scoperta suggerisce che anche corpi lontani, ai confini del nostro sistema, potrebbero custodire la stessa acqua che abbiamo finora cercato altrove.
Tra agosto 2025 e aprile 2026 il telescopio spaziale James Webb ha seguito la cometa 3I/Atlas, il terzo oggetto interstellare confermato, in tre momenti distinti: prima, durante e dopo il suo passaggio più vicino al Sole, avvenuto il 29 ottobre 2025. Lo studio, guidato dall'astrofisica Silvia Protopapa del Southwest Research Institute di Boulder, nasce da una domanda semplice e insieme sfuggente: di cosa è fatto un frammento espulso da un altro sistema planetario?
I dati hanno mostrato un'anomalia. Il ghiaccio d'acqua di solito lascia tre impronte nell'infrarosso, due deboli e una profonda a 3 micrometri. In questa cometa, però, la banda a 3 micrometri era fortissima mentre le altre due erano quasi assenti. I ricercatori hanno cercato la spiegazione nei modelli fisici della luce e delle particelle, e l'hanno trovata nella struttura: il ghiaccio è mescolato in grumi microscopici con polveri scure, pirosseni e carbonio amorfo, che assorbono la luce e ne accorciano il cammino.
La scoperta più sorprendente riguarda i corpi oltre Nettuno. Confrontando lo spettro della cometa con quelli di questi oggetti lontani, il team ha trovato somiglianze notevoli. Dove si pensava a molecole organiche, potrebbe esserci semplicemente acqua intrappolata nella polvere. Resta ora da verificare se questa chiave di lettura valga anche per gli altri mondi ghiacciati della periferia del Sistema solare.
Tre osservazioni distribuite in otto mesi, un telescopio spaziale e una cometa che sta lasciando il Sistema solare per non tornare: da qui parte lo studio guidato da Silvia Protopapa, astrofisica del Southwest Research Institute di Boulder, negli Stati Uniti, sul ghiaccio di 3I/Atlas, il terzo oggetto interstellare confermato.
Gli oggetti che arrivano da fuori sono frammenti di roccia e ghiaccio espulsi da altri sistemi planetari durante le fasi caotiche della loro formazione. Studiarli permette di guardare la chimica di dischi protoplanetari alieni senza attraversare decine di anni luce. Dopo 1I/'Oumuamua nel 2017, privo di attività visibile, e la cometa attiva 2I/Borisov nel 2019, 3I/Atlas ha mostrato durante il passaggio nel Sistema solare interno una chioma ricca di gas e polveri. Gli astronomi hanno così potuto studiare direttamente il materiale volatile sublimato dal nucleo.
Il team internazionale, con ricercatori europei e dell'Esa tra cui Marco Micheli dell'Esa Neocc, ha usato lo spettrografo NirSpec del telescopio spaziale James Webb, che copre in modo continuo l'infrarosso tra 0,6 e 5,3 micrometri. Le epoche di osservazione sono tre, a cavallo del perielio del 29 ottobre 2025: ad agosto 2025, con la cometa a 3,1 unità astronomiche dal Sole; a dicembre 2025, subito dopo il perielio, a 2,38 au; ad aprile 2026, in allontanamento, a 5,65 au.
I dati hanno mostrato un'anomalia. Lo spettro infrarosso del ghiaccio d'acqua ha normalmente tre bande di assorbimento: due più deboli a 1,5 e 2 micrometri e una fondamentale, intensa e profonda, intorno a 3. In 3I/Atlas la banda a 3 micrometri era marcatissima, mentre le altre due erano debolissime o assenti. Nelle comete note del Sistema solare, come 103P/Hartley 2 o C/2024 E1, quando il ghiaccio è visibile nella chioma le tre bande compaiono di solito ben definite.
Per spiegare la differenza, i ricercatori hanno costruito modelli radiometrici basati sulla teoria di Mie e sull'approssimazione del mezzo efficace di Bruggeman. La conclusione è che l'assenza delle bande a 1,5 e 2 micrometri non indica mancanza di acqua ghiacciata, ma ne rivela la struttura microscopica. Il ghiaccio non è in grani puri: è intimamente mescolato a materiale refrattario, soprattutto pirosseni amorfi e carbonio amorfo, in aggregati da 0,5 a 5 micrometri. La polvere scura dentro le singole particelle riduce drasticamente il cammino della luce nel ghiaccio, così le bande deboli si spengono e la transizione a 3 micrometri resta visibile.
Il confronto più sorprendente riguarda i corpi oltre Nettuno. Mettendo lo spettro di 3I/Atlas accanto a quelli del programma Jwst Disco, dedicato agli oggetti transnettuniani (Tno), gli autori hanno trovato una sovrapposizione notevole con i Tno ricchi di anidride carbonica o di materiali organici in superficie. Finora, in quei corpi, l'assenza delle bande a 1,5 e 2 micrometri aveva portato ad attribuire l'assorbimento a 3 micrometri a molecole con legami O-H diversi da quello dell'acqua, come il metanolo o i composti organici. Lo studio indica invece che in molti Tno quell'assorbimento può venire direttamente dal ghiaccio d'acqua intrappolato in aggregati ricchi di polveri minerali.
La lettura più ampia è che il ghiaccio d'acqua non si distribuisce a caso nei dischi protoplanetari, ma lungo un continuum fisico: da grani relativamente puri ad aggregati microscopici dominati dai refrattari. 3I/Atlas si colloca all'estremo ricco di refrattari. Secondo gli autori, anche se la chimica esatta può cambiare da stella a stella, i processi con cui polveri e ghiaccio si coagulano seguono regole fisiche comuni nella galassia. Resta da vedere se la stessa chiave di lettura reggerà per altri Tno.
Citazioni salienti
L'assenza delle bande a 1,5 e 2 µm non indica mancanza di ghiaccio d'acqua, ma ne rivela la struttura microfisica.— Sintesi dei risultati del team guidato da Silvia Protopapa
Vuoi la storia completa?
Leggi l'originale su Media INAF ↗
Technology