Polacy odkryli nikiel wokół komety 2I/Borisov

Komety i asteroidy międzygwiazdowe są cenne dla nauki, ponieważ w przeciwieństwie do milionów mniejszych ciał, które powstały w naszym Układzie Słonecznym, pochodzą z odległych układów planetarnych. Do niedawna istnienie takich kosmicznych włóczęgów było jedynie interesującą możliwością, opartą na fakcie, że nasz Układ Słoneczny wyrzucił większość pierwotnych komet i asteroid w przestrzeń międzygwiazdową w jej początkach. Obiekty ujrzały światło dzienne w 2017 r. wraz z nieoczekiwanym wykryciem asteroidy 1I/'Oumuamua, a następnie w 2019 r. - jedynym znanym intruzem kometarnym, 2I/Borisov. – Wartość naukowa tych obiektów jest absolutnie przytłaczająca, ponieważ niosą ze sobą mnóstwo informacji o swoich macierzystych układach planetarnych – mówi Piotr Guzik.

Gazy wokół 2I/Borisov umożliwiły astronomom uzyskanie pierwszych cennych informacji na temat składu chemicznego obcego, lodowego świata. – Byliśmy ciekawi, jakie atomy i cząsteczki tworzą gazy wokół 2I/Borisov – wyjaśnia dr Drahus.

Był tylko jeden sposób, żeby się tego dowiedzieć. Na trzy noce pod koniec stycznia 2020 r. Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile został skierowany na kometę 2I/Borisov, aby zebrać słabe światło obiektu. Przychodzące fotony kierowano do spektrografu X-shooter, który rozszczepiał światło na składowe długości fal, umożliwiając identyfikację atomów i cząsteczek na podstawie ich charakterystycznych sygnatur widmowych.

Piotr Guzik i Michał Drahus natychmiast przeanalizowali napływające dane i zdali sobie sprawę z istnienia nieprzewidzianych cech widmowych. – Na początku wydawały się one niemożliwe do zidentyfikowania w przypadku standardowych gatunków komet – mówi mgr Guzik. Po miesiącach bezowocnych badań, zespół był bliski poddania się. Ale nieoczekiwanie na horyzoncie pojawiło się rozwiązanie.

– To była dosłownie sytuacja w rodzaju „pięknego umysłu”, kiedy długości fal tych linii materializowały się w tabelarycznym widmie komety Ikeya-Seki i wskazywały na atomowy nikiel – mówi Piotr Guzik, który jako pierwszy zdał sobie sprawę z zaskakującej odpowiedzi. – Wydawało się, że to nie ma żadnego sensu – dodaje dr Drahus. – Ale naprawdę się udało!

Problem polegał na tym, że kometa Ikeya-Seki przeszła tak blisko Słońca, że ​​otaczający ją pył zaczął parować, uwalniając różne metale. Ten sam mechanizm nie mógł mieć zastosowania do zimnej komety 2I/Borisov, która minęła Słońce z dużo dalszego dystansu. – Nikiel w 2I/Borisov wydaje się pochodzić z krótkotrwałej cząsteczki zawierającej nikiel, która jest wbudowana w lód komety i sublimuje w niskich temperaturach – wyjaśnia Guzik. – Tymczasem ciężkie pierwiastki obserwowano do tej poryw bardzo gorących środowiskach kosmicznych, w tym w atmosferach bardzo gorących egzoplanet i parujących komet, które zapuściły się zbyt blisko naszego Słońca lub innych gwiazd.

Z badań wynika, że nikiel w gazach wokół 2I/Borisov nie występuje w dużych ilościach – to mniej niż 1 na 100 tys. atomów. Odkrycie zespołu zostało opublikowane w „Nature”.

W tym samym numerze ukazał się artykuł, w którym zespół belgijski pod kierunkiem Jeana Manfroida z University of Liège opisuje odkrycie żelaza i niklu w atmosferach wszystkich komet (około dwudziestu), które obserwował w ciągu ostatnich 20 lat, w tym w jednej znajdującej się bardzo daleko od Słońca.

Tegoroczny Dzień Kosmosu, który obchodzimy 21 maja, będzie zatem naprawdę wyjątkowy.

____________________________________________

źródło: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego