Nog nooit is er zoveel koolmonoxide gedetecteerd in een komeet die zich dichter dan 300 miljoen kilometer van de zon waagde.

Vorig jaar werden we getrakteerd op een bezoekje van de interstellaire komeet 2I/Borisov die op het moment van spreken nog steeds door ons zonnestelsel suist. Ondertussen is de komeet echter al wel in minstens twee stukken gebroken. Hoe jammer het ook is dat de komeet langzaam versplintert, het geeft onderzoekers tegelijkertijd de kans om meer over zijn samenstelling te weten te komen. En dat is nu gelukt.

Moleculen
Onderzoekers gebruikten de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) om de samenstelling van de interstellaire bezoeker te openbaren. ALMA detecteerde twee moleculen in het door de komeet uitgestoten gas: waterstofcyanide (HCN) en koolmonoxide (CO). De concentratie waterstofcyanide is vrij normaal en vergelijkbaar met de hoeveelheid die ook in kometen die in ons eigen zonnestelsel huizen wordt aangetroffen. De onderzoekers waren echter verrast over de hoeveelheid koolmonoxide.


ALMA observeerde waterstofcyanidegas (HCN, links) en koolmonoxidegas (CO, rechts) dat uit de interstellaire komeet 2I / Borisov kwam zetten. Afbeelding: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Cordiner & S. Milam; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

De waarnemingen met ALMA onthullen dat het gas dat uit de komeet komt zetten ongewoon hoge hoeveelheden koolmonoxide (CO) bevat. De CO-concentratie van 2I/Borisov is tussen de 9 en 26 keer hoger dan die van een gemiddelde komeet uit ons zonnestelsel. Bovendien is er nog nooit zoveel koolmonoxide gedetecteerd in een komeet binnen 2 au (Astronomische Eenheid, de afstand aarde-zon) van de zon. “De komeet moet zijn gevormd uit materiaal dat zeer rijk is aan CO-ijs,” meent onderzoeker Stefanie Milam. “Dit is enkel aanwezig in regionen in het heelal waar de temperatuur het laagst is, onder de -250 graden Celsius.”

Meer over koolmonoxide
Koolmonoxide is een van de meest voorkomende moleculen in de ruimte. Bovendien zit het ook in de meeste kometen. Toch is er een enorme variatie in de concentratie CO aangetroffen in kometen. Waarom? Wetenschappers moeten ons het antwoord schuldig blijven. Gedeeltelijk heeft het mogelijk te maken met waar in het zonnestelsel een komeet is geboren. Dat komt omdat sommige kometen een bepaalde omloopbaan aanhouden, waardoor hij geregeld dicht bij de zon in de buurt komt. Hierdoor komt er gemakkelijker verdampt ijs vrij.

Geboorteplaats
Door steeds meer informatie over de interstellaire bezoeker te verzamelen, hopen de onderzoekers er ook achter te komen waar 2I/Borisov ooit het levenslicht zag. “Als de gassen die we hebben waargenomen de samenstelling van de geboorteplaats van 2I/Borisov weerspiegelen, dan toont het aan dat deze zich op een andere manier heeft gevormd dan de kometen uit ons eigen zonnestelsel,” aldus onderzoeksleider Martin Cordiner. “Waarschijnlijk in een extreem koud buitengebied van een ver planetair systeem.” Dit gebied kun je nog het beste vergelijken met de Kuipergordel; een donut-vormige regio gevuld met ijzige hemellichamen die zich voorbij de baan van Neptunus bevindt.

Ster
Op dit moment kan het team alleen nog maar speculeren over het soort ster waaromheen 2I/Borisov cirkelde. “De meeste protoplanetaire schijven die met ALMA worden waargenomen, zijn rond jongere versies van sterren met een lage massa zoals onze zon,” vertelt Cordiner. “Veel van deze schijven strekken zich uit tot ver buiten de regio waar onze eigen kometen zouden zijn gevormd en bevatten grote hoeveelheden extreem koud gas en stof. Het is mogelijk dat 2I/Borisov afkomstig is van een van deze grotere schijven.” Vanwege de hoge snelheid waarmee 2I/Borisov door ons zonnestelsel raast – met zo’n haastige 33 kilometer per seconde – vermoeden astromen dat de interstellaire komeet uit zijn systeem is geslingerd, waarschijnlijk door een bepaalde interactie met een passerende ster of gigantische planeet. Vervolgens bracht het miljoenen of zelfs miljarden jaren door op een koude, eenzame reis door de interstellaire ruimte voordat het eind augustus door de amateurastronoom Gennady Borisov aan onze nachtelijke hemel werd gespot.


Kometen
Astronomen zijn erg geïnteresseerd in de evolutie van kometen. Dat komt omdat deze hemellichamen het grootste deel van hun tijd doorbrengen op grote afstand van elke ster in zeer koude omgevingen. In tegenstelling tot planeten is hun samenstelling sinds hun geboorte bovendien nauwelijks veranderd. Hierdoor kunnen ze veel informatie onthullen over de processen die tijdens hun geboorte plaatsvonden in protoplanetaire schijven. “Dit is de eerste keer dat we ooit een blik hebben kunnen werpen in een komeet van buiten ons zonnestelsel,” zegt onderzoeker Cordiner. “En deze verschilt drastisch van andere kometen die we eerder voorbij hebben zien komen.”

Totdat andere interstellaire kometen een bezoekje hebben gebracht aan ons zonnestelsel, kan de ongebruikelijke samenstelling van 2I/Borisov niet gemakkelijk worden verklaard. Het roept dan ook eigenlijk meer vragen op dan dat het beantwoordt. Is deze samenstelling bijvoorbeeld typerend voor interstellaire kometen? Zullen we de komende jaren meer interstellaire kometen zien met bijzondere chemische samenstellingen? En wat zullen ze onthullen over hoe planeten zich vormen in andere sterrenstelsels? “2I/Borisov gaf ons voor het eerst een blik in de chemie van een ander planetair systeem,” zegt Milam. “Maar alleen als we het object kunnen vergelijken met andere interstellaire kometen zullen we te weten komen of 2I/Borisov een speciaal geval is, of dat elk interstellair object een ongewoon hoog CO-gehalte heeft.”