Se 3I/ATLAS è una cometa, allora il suo getto di anticoda non dovrebbe includere gas in streaming oltre i ~5.000 chilometri.

AUTORE: Avi Loeb – 30 Dicembre 2025 – Vai all’articolo originale LINK

Immagine a falsi colori di 3I/ATLAS (pannello superiore), scattata il 27 dicembre 2025 da un telescopio di 0,2 metri in Belgio. Il campo visivo è di 14,4 per 23,3 primi d’arco, corrispondenti a 1,1 per 1,8 milioni di chilometri. Un’altra immagine dallo stesso telescopio del 19 dicembre 2025, elaborata tramite il filtro del gradiente rotazionale di Larson-Sekanina (pannello inferiore), mostra un prominente getto di anti-coda verso il Sole, come indicato dalla linea gialla nell’ingrandimento. (Credito immagine: Alfons Diepvens)

Negli ultimi due mesi dopo il perielio, è stato osservato che il getto di anticoppa dall’oggetto interstellare 3I/ATLAS si estendeva fino a una distanza di diverse centinaia di migliaia di chilometri verso il Sole. In un calcolo precedente riportato qui e qui, ho dimostrato che le particelle di polvere con un raggio dell’ordine dei 10 micron potrebbero essere trascinate a una velocità di centinaia di metri al secondo dal gas vicino alla loro base di lancio e poi raggiungere una scala di diverse centinaia di migliaia di chilometri prima di essere decelerate dalla pressione della radiazione solare. Il gas in uscita accompagnerà queste particelle di polvere fino alla stessa distanza o verrà spinto indietro con più forza?

Mentre la principale resistenza alla polvere deriva dalla pressione di radiazione della luce solare, la principale resistenza al gas proviene dal vento solare. Prima di rallentare, la densità di massa del gas in uscita nel getto, D_j, diminuisce inversamente con il quadrato della distanza, d:

D_j=Mdot/(2*pi*V*d²),

dove Mdot e V sono il tasso di perdita di massa e la velocità del getto verso il sole. La perdita di massa totale è stata stimata dai dati ottenuti dal telescopio Webb prima del perielio (come riportato qui) a un valore di Mdot~150 kg/s ed è molto probabilmente aumentata di un fattore di pochi vicino al perielio. Adotto quindi un valore aumentato di Mdot~500 kg/s per l’anticoda post-perielio.

Nel contesto di 3I/ATLAS essendo una cometa naturale, i volatili provenienti dai ghiacci riscaldati dalla luce solare producono una velocità massima di efflusso del gas paragonabile alla velocità termica delle molecole di CO2, il costituente dominante, V=0,2 km/s, come dettato dalla temperatura superficiale di ~200 gradi Kelvin all’attuale distanza eliocentrica di 3I/ATLAS, pari a circa il doppio della separazione Terra-Sole (UA).

Ciò fornisce la densità di massa del gas nella coda anti-coda in funzione della distanza da 3I/ATLAS:

D_j~(1.6×10^{-17} g/cm³)/(d/5.000 km)²

Il vento solare trasporta circa 3×10^{-14} masse solari all’anno per 4*pi steradianti e scorre a una velocità di circa v~500 km/s, fornendo una densità di massa del vento a una distanza eliocentrica di ~2 UA:

D_w~3×10^{-24} g/cm³.

Si prevede che il gas espulso si fermi a una certa distanza da 3I/ATLAS, dove la sua pressione d’impatto (1/2)D_j*V² è bilanciata dalla pressione d’impatto del vento solare, (1/2)D_w*v². Ciò avviene a una distanza di arresto di:

d_s~5.000 km.

È interessante notare che questo corrisponde approssimativamente al raggio di attraversamento dell’alone luminoso (chioma) attorno al nucleo di 3I/ATLAS nelle immagini di 3I/ATLAS (incluse le immagini del telescopio spaziale Hubble elencate qui). Mentre il vento solare spazza via il gas, lo trasporta insieme a particelle di polvere submicroniche lontano dal Sole lungo la coda di 3I/ATLAS. Tuttavia, le grandi particelle di polvere sopra i 10 micron continuano a fluire lungo l’anticoda fino a una scala che è ~10 volte più lunga nella direzione del Sole. Su quella scala, il getto dovrebbe essere privo di gas se 3I/ATLAS è una cometa naturale in cui il gas viene lanciato a una velocità dettata dalla sublimazione del ghiaccio di CO2 sulla superficie di una roccia naturale e limitata a circa 200 metri al secondo.

Questo risultato rappresenta un test chiaro sulla natura di 3I/ATLAS: se si tratta di una cometa naturale, allora il getto di antigiunzione non dovrebbe includere gas in streaming oltre una distanza di 5.000 chilometri dal nucleo. A distanze molto maggiori di 5.000 chilometri da 3I/ATLAS come cometa, l’anticoda dovrebbe essere composta principalmente da un flusso di particelle di polvere di 10 micron senza gas in streaming.

Tuttavia, se la velocità di lancio del getto anti-coda è impostata da un propulsore tecnologico, l’estensione del gas in streaming potrebbe raggiungere scale molto più ampie verso il Sole:

1. Per i propulsori a propellente chimico con una velocità di scarico di V=5 km/s, il gas in streaming potrebbe estendersi fino a d=25.000 chilometri.

2. Per i propulsori a ioni con una velocità di espulsione di V=90 km/s, il gas in streaming potrebbe estendersi fino a d=100.000 chilometri.

L’esistenza di gas in streaming lungo l’anticoda può essere testata marcando un tracciante molecolare come CO2 o CO lungo l’asse del getto dell’anticoda e tracciando il profilo spaziale del tracciante rispetto alla luce solare diffusa dalla polvere all’interno del getto.

Speriamo che tali dati vengano raccolti da telescopi terrestri, come Keck, VLT o ALMA, o da osservatori spaziali come SPHEREx o il telescopio Webb.

La scienza è un’esperienza di apprendimento. Il modo migliore per imparare è osservare la natura piuttosto che forzarla in una narrazione popolare.