Le prime osservazioni del telescopio Webb di 3I/ATLAS

AUTORE: Avi Loeb – 26 Agosto 2025 – Vai all’articolo originale LINK

Mappe del flusso integrato spettralmente per 3I/ATLAS osservato dallo strumento NIRSpec sul telescopio Webb. Il pannello (a) mostra la luce solare diffusa attorno a 3I/ATLAS su una scala di poche migliaia di chilometri (cento volte più piccola delle dimensioni della coda di CO2 rilevata da SPHEREx) a una lunghezza d’onda di 1,2 micrometri, tracciata su scala logaritmica per evidenziare la forma della chioma. Il pannello (b) mostra una mappa dell’anidride carbonica (CO2) a una lunghezza d’onda di 4,3 micrometri. Il pannello © mostra l’acqua (H2O) a 2,7 micrometri. Il pannello (d) mostra il CO a 4,7 micrometri. I grafici in alto a destra dei pannelli mostrano gli spettri a cui è stato sottratto il continuo, mediati spazialmente. L’angolo in basso a sinistra del pannello (a) mostra la direzione proiettata sul cielo da 3I/ATLAS al Sole (S) e il suo vettore velocità (v). (Credito: M. A. Cordiner et al. 2025)

Pochi secondi prima che il mio volo per Copenaghen decollasse dall’aeroporto Logan di Boston, ho ricevuto un’email con l’articolo che riportava i primi dati del telescopio Webb del 6 agosto 2025 su 3I/ATLAS (accessibile qui). I 15 minuti di attesa perché la connettività WiFi a bordo si attivasse sono sembrati un’eternità. Ma l’attesa ne è valsa la pena. Gli straordinari dati di Webb, provenienti da un telescopio a infrarossi da 6,5 metri con una sensibilità spettrale senza precedenti, hanno ripagato l’attesa.

In breve, i dati di Webb confermano l’esistenza di un pennacchio di gas anidride carbonica (CO2) attorno a 3I/ATLAS con livelli significativamente inferiori di acqua (H2O) e monossido di carbonio (CO), come riportato pochi giorni prima dal team dell’osservatorio spaziale SPHEREx (in un articolo accessibile qui).

Mentre il telescopio Webb ha una risoluzione spettrale e spaziale molto migliore, SPHEREx ha mappato il pennacchio di CO2 a simmetria sferica a una distanza cento volte maggiore da 3I/ATLAS e ha dimostrato che si estende oltre i 348.000 chilometri.

3I/ATLAS non presenta una coda cometaria che si estende oltre la larghezza della sua chioma, come era già evidente dall’immagine a risoluzione più elevata scattata dal telescopio spaziale Hubble (riportata qui). Il fatto che questa coda non sia visibile suggerisce che 3I/ATLAS non emette molte particelle di polvere con dimensioni paragonabili alla lunghezza d’onda della luce solare, ~0,5 micrometri, e che la luce solare riflessa provenga dalla superficie di 3I/ATLAS. Ciò implica un diametro fino a 46 chilometri per un’albedo del 5% secondo i dati di SPHEREx.

Spettroscopia infrarossa di 3I/ATLAS a una distanza eliocentrica di 3,32 Le separazioni Terra-Sole sono state misurate con lo strumento NIRSpec a bordo del telescopio Webb. Le immagini spettrali a lunghezze d’onda nell’intervallo tra 0,6 e 5,3 micrometri rivelano una coma dominata dall’anidride carbonica (CO2), con un’intensa degassazione nella direzione del Sole, oltre alla presenza di molta meno acqua (H2O), monossido di carbonio (CO), ghiaccio d’acqua e polvere. Il rapporto derivato tra CO2 e H2O in termini di numero di molecole è 8, tra i più alti mai osservati. I dati implicano un nucleo intrinsecamente ricco di CO2. La scarsa abbondanza di vapore acqueo è sorprendente data la distanza dell’oggetto dal Sole.
Lo spettro di 3I/ATLAS mostra una prominente emissione di gas CO2, insieme a deboli emissioni di H2O e CO e a una prominente caratteristica di assorbimento del ghiaccio d’acqua.

Spettro del telescopio Webb di 3I/ATLAS utilizzando il prisma NIRSpec, integrato spazialmente e tracciato con una scala di flusso logaritmica. Le caratteristiche spettrali prominenti sono etichettate. (Credito: M. A. Cordiner et al. 2025)

I tassi di perdita di massa dedotti da 3I/ATLAS sono di 129 chilogrammi al secondo per la CO2, 6,6 chilogrammi al secondo per l’H2O e 14 chilogrammi al secondo di CO. Il tasso di perdita di massa di H2O è solo il 5% dell’emissione di CO2. Questo è 16 volte più estremo di quanto previsto per una cometa tipica alla stessa distanza dal Sole.

Se la scia di polvere otticamente sottile contribuisce in modo modesto allo spettro totale arrossato, il flusso rilevato da SPHEREx a una lunghezza d’onda di 1 micrometro da 3I/ATLAS suggerisce un nucleo con un diametro di 46 chilometri (come riportato qui). Ciò implica che la massa del nucleo di 3I/ATLAS è un milione di volte maggiore di quella della precedente cometa interstellare 2I/Borisov. Questo enorme divario di massa è sorprendente, dato che avremmo dovuto scoprire numerosi oggetti delle dimensioni di 2I/Borisov prima di scoprire un oggetto interstellare di 46 chilometri. Inoltre, come ho notato nel mio primo articolo su 3I/ATLAS (accessibile qui), la quantità di materiale roccioso per unità di volume nello spazio interstellare è inferiore di un fattore dieci mila rispetto al valore necessario per consegnare al sistema solare interno un singolo masso di queste dimensioni durante il decennale sondaggio condotto dal telescopio ATLAS.

L’immagine del Webb a una lunghezza d’onda di 1,2 micrometri non mostra alcuna coda cometaria dietro 3I/ATLAS. L’alone attorno a 3I/ATLAS potrebbe provenire dalla riflessione della luce solare da parte di frammenti di ghiaccio di CO2 che 3I/ATLAS espelle piuttosto che da polvere. Questi frammenti ghiacciati evaporano alla luce del sole e creano l’estesa nube di CO2 a simmetria sferica attorno a 3I/ATLAS.

La perdita di massa di CO2 ammonta all’ablazione di uno strato spesso un millimetro dalla superficie di un oggetto di 46 chilometri nell’arco di pochi anni. In altre parole, uno strato esterno relativamente sottile è sufficiente per mantenere la nube osservata di gas CO2 attorno a 3I/ATLAS. Ciò che si nasconde sotto questa pelle esterna rimane sconosciuto.

L’alto rapporto CO2/H2O è sconcertante. C’è solo un’altra cometa con un rapporto CO2/H2O simile, chiamata C/2016 R2, ma la sua immagine mostra una chiara coda cometaria che non assomiglia per niente al pennacchio attorno a 3I/ATLAS. Il team di Webb ipotizza che la composizione anomala del pennacchio di gas che circonda 3I/ATLAS potrebbe essere il risultato di un’elevata riflettività o di una ridotta penetrazione del calore attraverso la sua superficie. Aumentare l’albedo dal 5% al valore massimo del 100% per uno specchio riduce il diametro stimato da 46 a 10 chilometri in base ai dati di SPHEREx. Ciò pone ancora una richiesta insostenibile sui materiali rocciosi nello spazio interstellare.

Un modo per risolvere la discrepanza tra la riserva di massa delle rocce nello spazio interstellare e l’inaspettata scoperta di un oggetto di grandi dimensioni è che 3I/ATLAS non è stato prelevato da una popolazione di rocce su traiettorie casuali, ma piuttosto che la sua traiettoria è stata progettata per mirare al sistema solare interno. Questa possibilità è coerente con l’allineamento di questa traiettoria retrograda con il piano orbitale dei pianeti attorno al Sole, una coincidenza di 1 su 500 per un evento casuale (come discusso qui).

Poco prima di partire per il mio viaggio, è apparso un articolo umoristico con il titolo “Un asteroide delle dimensioni di 59 Avi Loeb passerà vicino alla Terra mercoledì 27 agosto – NASA“. Per inquadrare 3I/ATLAS, un essere umano produce circa 1 chilogrammo di CO2 al giorno. Il tasso di perdita di massa da 3I/ATLAS di 129 chilogrammi al secondo equivale all’emissione di CO2 di circa 10 milioni di persone. Una piattaforma spaziale di 46 chilometri di diametro potrebbe ospitare la popolazione necessaria di passeggeri biologici se fossero stipati densamente come gli umani sull’isola di Manhattan.

Nel tragitto in Uber verso l’Istituto Niels Bohr a Copenaghen, sono stato felice di vedere un nuovo preprint questa mattina che sostiene la ricerca di firme tecnologiche provenienti da oggetti interstellari (accessibile qui). Alcuni degli autori di questo articolo hanno criticato la mia proposta di considerare tali firme nell’ultimo mese, ma quando ieri un giornalista con una troupe televisiva mi ha chiesto la mia risposta, le ho detto che evito il fango perché sporca tutti. Invece, preferisco giocare a scacchi… e a quanto pare, questo approccio sembra dare i suoi frutti. Come notò Oscar Wilde: “L’imitazione è la forma più sincera di adulazione“.