El cometa interestelar 3I/ATLAS es una reliquia: procede de un sistema primitivo de hace 12.000 millones de años

El cometa 3I/ATLAS, el tercer visitante interestelar conocido que ha atravesado nuestro Sistema Solar, podría haberse formado en un antiguo sistema planetario hace unos 12.000 millones de años, según la evidencia isotópica presentada este lunes en la revista Nature. El nuevo trabajo revela que el objeto tiene una composición diferente a cualquier otra en el Sistema Solar y provino de un sistema planetario antiguo y primordial, según los autores.

A pesar de las detalladas observaciones del objeto 3I/ATLAS, su edad, origen y trayectoria exactos han sido inciertos hasta ahora. Las estimaciones de su edad, basadas en su velocidad, oscilaban entre 3 y 10 mil millones de años, pero las mediciones de la proporción de isótopos (diferentes versiones de elementos químicos) ofrecen datos más concretos sobre las condiciones físicas y químicas en las que se formó 3I/ATLAS.

Para el nuevo trabajo, Martin Cordiner y su equipo han utilizado mediciones isotópicas de 3I/ATLAS obtenidas a partir de observaciones del JWST y el observatorio ALMA. Las proporciones de isótopos de hidrógeno brindan información sobre la temperatura y la radiación en el entorno en el que se formó, mientras que las proporciones de isótopos de carbono pueden ayudar a localizar la nube de gas interestelar de origen del objeto. 

La clave: el carbono

La composición de carbono implica que 3I/ATLAS pudo haberse formado hace 12 mil millones de años, después de un período de intensa formación estelar temprana en su entorno anfitrión. Los autores detectaron solo trazas de carbono-13 en comparación con el carbono-12, más ligero. Esto también apunta a un origen muy antiguo para 3I/ATLAS, ya que los sistemas estelares se enriquecen con carbono-13 con el tiempo, a medida que nacen y mueren generaciones de estrellas en la galaxia. Por eso, nuestro sistema solar, que se formó hace relativamente poco tiempo, hace 4.500 millones de años, presenta niveles más altos de carbono-13.

Por otro lado, el agua en 3I/ATLAS contiene 10 veces más deuterio (un isótopo de hidrógeno) que otros cometas conocidos, y las proporciones de carbono superan los valores típicos encontrados en el Sistema Solar, así como en nubes interestelares y discos protoplanetarios cercanos. Los autores proponen que los valores observados indican que 3I/ATLAS se formó en un entorno frío, a menos de 30 K (aproximadamente –243 °C).

Esto significa que 3I/ATLAS pudo haberse formado hace entre 10 y 12 mil millones de años, durante el “mediodía cósmico” del Universo, cuando la formación estelar estaba en su apogeo. Su joven sistema de origen probablemente se encontraba inmerso en una nube relativamente fría y densa. La abundancia de agua pesada indica que 3I/ATLAS pasó sus años de formación en un estado de congelación profunda.

“Esta ha sido una oportunidad única para estudiar un objeto antiguo de una galaxia lejana, probablemente anterior a nuestro Sol y Sistema Solar”, asegura el astroquímico Martin Cordiner, autor principal del estudio. “Por un lado, obtenemos información directa sobre ese tiempo y lugar distantes, y por otro, aprendemos algo sobre lo inusual que puede ser nuestro propio Sistema Solar”.

“Para nosotros, como científicos, encontrar estos isótopos raros es fascinante, pero lo más importante es explorar las posibilidades de la química prebiótica en otros lugares de la galaxia”, afirma Stefanie Milam, del Centro Goddard de la NASA y coautora del estudio. “Hasta ahora, solo conocemos un lugar en el vasto cosmos donde los ingredientes químicos dieron origen a la vida: nuestro Sistema Solar, nuestra Tierra. El análisis de estos objetos interestelares representa un paso fundamental para comprender cuán comunes, o poco comunes, son las condiciones para la evolución de la vida en el Universo”.