Los estudios detallan la misteriosa formación del cometa interestelar 3I/ATLAS en un sistema planetario distante

Un cometa extraordinario, identificado como el tercer objeto interestelar conocido en ingresar a nuestro Sistema Solar, tiene su origen y las enigmáticas condiciones de su formación reveladas por una nueva investigación. Los científicos buscan descubrir los secretos de mundos más allá del nuestro.

Las investigaciones más recientes, basadas en observaciones telescópicas del cometa 3I/ATLAS, profundizan en su estructura química. Los resultados indican que este cuerpo celeste tuvo su génesis en una parte externa y notablemente silenciosa de un sistema planetario remoto.

El objeto interestelar 3I/ATLAS, caracterizado por su amplia coma de gas y polvo, ha captado la atención de los astrónomos desde que fue detectado por primera vez el 1 de julio de 2025.

Después de un breve paso por nuestro sistema estelar, 3I/ATLAS, el tercer objeto interestelar jamás registrado, está ahora a punto de salir. Este cuerpo helado, a diferencia de todos los cometas que giran alrededor del Sol, ya superó la órbita de Júpiter y pronto regresará al vasto espacio interestelar, sin que se prevea que regrese a la vista humana.

Este visitante cósmico, que parece un cometa envuelto en nubes de gas y polvo, fue concebido en un disco de escombros alrededor de una estrella distante. Esto brindó a los expertos una oportunidad única de examinar los materiales fundamentales de otro sistema planetario. Desde su descubrimiento, los observatorios mundiales han dirigido sus telescopios al cuerpo celeste, analizando su composición antes y después de su máximo acercamiento al Sol, periodo en el que el calor solar vaporizó parte de su superficie.

La rara aparición de tres objetos interestelares en nuestro sistema

3I/ATLAS se une a un grupo selecto de sólo tres objetos interestelares descubiertos hasta la fecha en nuestro Sistema Solar. El primero, 1I/’Oumuamua, una estructura alargada, fue visto en 2017. En 2019, 2I/Borisov se convirtió en el primer objeto interestelar categorizado oficialmente como cometa.

Después de un año de observaciones y estudios detallados, los investigadores ahora sugieren que 3I probablemente surgió de los bordes fríos y distantes del disco protoplanetario de su estrella, una formación de escombros que dio origen a planetas, lunas y asteroides.

Una investigación reciente, disponible en arXiv.org como preimpresión pendiente de revisión por pares, utilizó el telescopio espacial James Webb para analizar el polvo del cometa 3I. El análisis de la estructura de los compuestos de silicato encontrados en la coma del cometa llevó al equipo a concluir que el 3I se formó muy lejos de la región interna de su disco protoplanetario. Estos nuevos descubrimientos, sumados a otras evidencias químicas provenientes de isótopos de hidrógeno y carbono, consolidan la teoría de que el 3I tuvo su origen en las afueras de un antiguo sistema estelar.

Como señaló Karen Meech, astrónoma de la Universidad de Hawaii, toda esta información está perfilando un panorama muy interesante, sugiriendo que se trata de un objeto singular, formado a gran distancia de su estrella anfitriona. Destaca que nunca se ha observado nada similar en nuestro propio Sistema Solar.

Pistas sobre un origen remoto en los materiales de los cometas

La mayor parte de la composición de los cuerpos rocosos repartidos por la galaxia -incluidos planetas terrestres, asteroides y cometas- está formada por silicatos, minerales que contienen silicio y oxígeno. Estos materiales sólidos se pueden encontrar en forma cristalina, con una disposición atómica organizada, o amorfa, donde los átomos no siguen un patrón específico.

Los planetas, lunas y otros cuerpos rocosos más pequeños surgen de un disco protoplanetario que rodea a su estrella central. Al simular este proceso de formación, los científicos comprenden que los silicatos cristalinos tienden a formarse más fácilmente en las partes internas del disco, más cercanas a la estrella. En nuestro propio Sistema Solar, estos silicatos cristalinos fueron transportados a las regiones exteriores por fuertes corrientes de gas y polvo que emanaban del Sol.

Matthew Belyakov, astrónomo de Caltech que participó en el nuevo análisis del polvo de 3I, explicó que tempranamente, antes de que el gas y el polvo se dispersaran, el Sistema Solar experimentó grandes flujos turbulentos. Esta intensa turbulencia en el sistema aseguró que el material de las regiones internas se mezclara con el de áreas más distantes.

Por el contrario, los cometas que se desarrollaron en las zonas exteriores de nuestro Sistema Solar todavía contienen hoy silicatos cristalinos. “Simplemente no encajo en ese perfil”, dijo Belyakov.

Utilizando el instrumento de infrarrojo medio del telescopio espacial James Webb, Belyakov y sus colaboradores examinaron la firma luminosa del polvo que rodea al cometa 3I. Al desagregar esta luz en un espectro, los investigadores pudieron determinar qué proporción de los silicatos 3I exhibían una estructura cristalina.

La conclusión fue que casi no había ninguno. “No absorbió ningún material que se formó cerca de su estrella anfitriona”, señaló Belyakov, añadiendo que, de hecho, el cometa se desarrolló exclusivamente a partir de polvo proveniente de las regiones exteriores.

Karen Meech, que no participó directamente en esta investigación específica, expresó su asombro por el descubrimiento. Para ella fue sorprendente constatar la evidente ausencia de una mezcla significativa, dada la baja cantidad de silicatos cristalinos encontrados.

Todavía existe la posibilidad de que algunos silicatos cristalinos hayan permanecido ocultos a los telescopios debido al brillo de granos de polvo más grandes, que podrían haber enmascarado su señal. Aun así, el predominio de silicatos amorfos en 3I indica un ambiente de formación tranquilo –mucho menos turbulento que nuestro Sistema Solar conocido–, lo que sugiere que otros sistemas planetarios pueden ser sorprendentemente diferentes al nuestro.

El gélido entorno de formación del cometa

Otra evidencia sobre el origen del cometa 3I proviene de su composición química, que presenta altos niveles de monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano. Estos compuestos se degradan fácilmente en ambientes cálidos, lo que sugiere que el cometa se formó en un lugar con temperaturas extremadamente bajas.

Tanto Webb como el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), ubicado en Chile, pudieron identificar moléculas de agua en el gas del coma de 3I, revelando una alta concentración de la llamada agua pesada.

Mientras que una molécula de agua común tiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno, el agua pesada está compuesta por un átomo de oxígeno, un átomo de hidrógeno común y una forma más densa de hidrógeno, conocida como deuterio. Las mediciones realizadas por ALMA en abril indicaron que la proporción de agua pesada a agua ordinaria en el cometa 3I es aproximadamente 30 veces mayor que la observada en los cometas de nuestro Sistema Solar, proporcionando una prueba más de que las condiciones de su formación fueron extremadamente frías, alcanzando temperaturas inferiores a -243 grados Celsius.

Luis Manzano, astrónomo de la Universidad de Michigan que colaboró ​​en las observaciones de ALMA, explicó que a bajas temperaturas sólo puede ocurrir la reacción potenciadora del deuterio. Se espera que 3I/ATLAS se haya originado en las zonas más exteriores de su disco protoplanetario, ya que cuanto mayor es la distancia de la protoestrella, menores son las temperaturas que alcanza.

Otra relación importante, la cantidad de carbono-12 respecto al carbono-13, que es más pesado, también revela las particularidades del cometa 3I. Las observaciones de Webb, publicadas en junio, mostraron que el cometa tiene un bajo nivel de carbono-13 en comparación con otros objetos del Sistema Solar, así como con las nubes interestelares y los discos protoplanetarios cercanos. Esto podría indicar que el 3I se formó en un pasado muy lejano, quizás hace unos 12 mil millones de años, posiblemente alrededor de una estrella ubicada en las afueras de la Vía Láctea, donde la concentración de elementos pesados ​​es menor.

Belyakov, que no participó directamente en los descubrimientos de carbono, explicó que las estrellas grandes generan más carbono-13 en sus corrientes, enriqueciendo la galaxia con este isótopo con el tiempo. Como el 3I no contiene una gran cantidad de carbono-13, esta característica se utiliza para sugerir que se formó en las primeras etapas de la historia de nuestra galaxia, lo que proporciona evidencia sólida para esta hipótesis.

Teniendo en cuenta las proyecciones de su trayectoria, que indican que el asteroide 3I viajó a través del espacio interestelar durante miles de millones de años antes de llegar a nosotros, esta proporción de carbono podría significar que este fragmento de roca y hielo, de aproximadamente 2,4 kilómetros de diámetro, es el cuerpo planetario más antiguo jamás identificado por la ciencia.

La búsqueda interminable de visitantes cósmicos

Aunque los telescopios en la Tierra y en el espacio han revelado información extraordinaria sobre 3I/ATLAS, aún quedan misterios y variables que podrían ofrecer aún más conocimientos sobre su origen.

Karen Meech, astrónoma de la Universidad de Hawaii, destacó que las mediciones de isótopos de oxígeno, nitrógeno y gases nobles serían indicadores cruciales de los procesos que ocurren en el disco. Ella cree que un trabajo en profundidad con isótopos podría proporcionar pistas valiosas sobre el sitio de formación y los fenómenos físicos involucrados, pero reconoce que algunas de estas mediciones serían extremadamente difíciles de realizar desde la Tierra.

Para un análisis más detallado de los futuros objetos interestelares, algunos científicos han abogado por la creación de una nave interceptora capaz de realizar un sobrevuelo. Aunque es una tarea compleja, no es imposible. La Agencia Espacial Europea planea lanzar en 2028 o 2029 la misión Comet Interceptor, que permanecerá estacionada en el espacio a la espera de la llegada de un cometa de período largo aún no descubierto que será su objetivo. Con un poco de suerte, es posible que pase otro objeto interestelar mientras el Comet Interceptor está en espera. Meech dijo que si fuera posible enviar un espectrómetro de masas a través del polvo del cometa para obtener todas estas mediciones detalladas, los experimentos serían espectaculares.

Los científicos aún no están seguros de con qué frecuencia nos visitan intrusos de fuera del Sistema Solar, pero cuando lleguen los próximos, observatorios avanzados como el nuevo Vera C. Rubin, que publicó sus primeras imágenes el año pasado, tendrán buenas posibilidades de detectarlos.

Matthew Belyakov concluyó que la humanidad podría estar a punto de entrar en una “edad de oro de la astronomía de objetos interestelares en los próximos años”.