El instrumento NIRSpec del JWST observa el cometa interestelar 3I/ATLAS

Por Francisco R. Villatoro, el 26 agosto, 2025. Categoría(s): Astrofísica • Ciencia • Noticias • Physics • Science ✎ 12

El cometa interestelar 3I/ATLAS (C/2025 N1) ha sido observado por el Telescopio Espacial JWST y su espectrómetro NIRSpec a una distancia heliocéntrica de 3.32 UA (unidades astronómicas). El espectro cubre el rango entre 0.6 y 5.3 μm mostrando una coma dominada por CO₂, con presencia de H₂O, CO, OCS (sulfuro de carbonilo O=C=S), hielo de agua y polvo. El cociente CO₂/H₂O = 8.0±1.0 es el segundo más alto observado para un cometa (solo superado por C/2016 R2 a 2.8 UA) y supera en 6.1 sigmas (desviaciones típicas) lo esperado para un cometa del Sistema Solar. Se trata de un cometa con un núcleo rico en CO₂ lo que sugiere que o bien 3I/ATLAS contiene hielos que estuvieron expuestos a altos niveles de radiación, o bien se formó cerca de la línea de hielo de CO₂ en su disco protoplanetario estelar. La baja proporción de H₂O en la coma también podría ser debida a la bajo penetración de calor en su núcleo, que suprimiría la sublimación de H₂O con respecto a la de CO₂ y CO. Todos estos resultados están en perfecto acuerdo con lo esperado para una cometa interestelar compuesto de hielo, roca y polvo.

No se sabe si 1I/’Oumuamua (octubre de 2017) era un cometa, pues no se observó su coma (cola cometaria); pero se sabe que 2I/Borisov (agosto de 2019) era un cometa. También lo es 3I/ATLAS (1 julio de 2025), cuya gran excentricidad orbital (6.144±0.016) y velocidad radial heliocéntrica proyectada en el infinito (57.95±0.05 km/s) muestran una clara trayectoria interestelar hiperbólica. De hecho, esta alta velocidad apunta a un objeto con entre 3 y 11 mil millones de años, que se habría formado en un disco protoplanetario de baja metalicidad. Ahora se ha observado durante 640 segundos con la unidad de campo integral (IFU) de NIRSpec, que tiene un campo visual de 3″×3″ dividido en 30 cortes paralelos, cada uno de 3″×0​.1″; así se obtienen 30 espectros contiguos en el infrarrojo, entre 0.6 y 5.3 μm (micrómetros). La integración de los 30 espectros conduce al mostrado en la figura, con un máximo ancho en 1.2 μm, debido a la dispersión de la luz solar en los granos de polvo de la coma, junto a un pico doble estrecho y prominente en 4.3 μm, asociado a la emisión de modos vibraciones de dióxido de carbono, CO₂, en fase gaseosa. También se observan bandas de emisión más débiles de agua,  H₂O (doble línea asociada a los modos vibracionales ν₁ y ν₃), de monóxido de carbono, CO (doble línea asociado al estado fundamental v = 0 y al primero excitado v = 1) y de dióxido de carbono con el isótopo ¹³C, o sea ¹³CO₂ (línea vibracional ν₃). En concreto, la banda de hielo de H₂O a 3.0 µm (entre 2.9 y 3.1 µm) es un 78.3±0.2 % menor que el continuo entre 2.5 y 3.8 µm. Todos estos resultados, sobre los que no hay dudas gracias a la alta resolución de NIRSpec, con compatibles con los esperados para una desgasificación heterogénea de un cometa.

Esta primera imagen del JWST complementa a la perfección a la imagen del Hubble (obtenida a 3.8 UA), que apunta a un núcleo con un radio entre 0.22 y 2.8 km (LCMF, 08 ago 2025). El nuevo artículo es Martin A. Cordiner, Nathaniel X. Roth, …, Cristina A. Thomas, «JWST detection of a carbon dioxide dominated gas coma surrounding interstellar object 3I/ATLAS,» arXiv:2508.18209 [astro-ph.EP] (25 Aug 2025), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.18209. Por cierto, la sonda espacial Psyche se acercará a tan solo 0.302 UA de 3I/ATLAS el próximo 4 de septiembre de 2025; se ha planificado que obtenga imágenes de la coma, que combinadas con imágenes de telescopios terrestres y espaciales (como Hubble) permitirá observar la coma desde diferentes ángulos (53.9° y 23.1°); observaciones con sondas que orbitan Marte, Venus y Júpiter permitirán imágenes desde otros ángulos (38.8°, 46.6°, y 72.1°). El resultado combinado para la coma permitirá dilucidar detalles de la geometría del núcleo (aunque no será visible), gracias a modelos teóricos. El artículo con la propuesta es T. Marshall Eubanks, Bruce G. Bills, …, Carlos Gomez de Olea Ballester, «3I/ATLAS (C/2025 N1): Direct Spacecraft Exploration of a Possible Relic of Planetary Formation at «Cosmic Noon»,» arXiv:2508.15768 [astro-ph.EP] (21 Aug 2025), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.15768.

[PS 27 ago 2025] Hoy se anuncia la presencia de níquel en la coma de 3I/ATLAS, metal que también se observó en 2I/Borisov y en unos pocos cometas del Sistema Solar. Los instrumentos X-shooter (UVB 300–550 nm y resolución R ≃ 3k) y UVES (óptico y R ≃ 35k−80k) del Telescopio Muy Grande (VLT) en Paranal, Chile, de ESO ha observado 3I/ATLAS a distancias heliocéntricas entre 4.4 y 2.85 UA. Se ha observado la emisión del radical cianógeno (CN) y 22 líneas de emisión de níquel (Ni I), pero no se ha observado la emisión de hierro (Fe I). Las líneas de níquel más intensas fueron las de 3414.8 Å y 3524.5 Å (las mismas que en el caso de 2I/Borisov). El 21 de agosto de 2025, a una distancia de 2.85 UA, el logaritmo decimal de la tasa de producción (Q) estimada fue de log₁₀ Q(CN) = 23.61±0.05 moléculas por segundo y log₁₀ Q(Ni) = 22.67±0.07 átomos por segundo. Además, la evolución de las medidas con la distancia es la esperada para un cometa que se aproxima a su perihelio. El artículo es Rohan Rahatgaonkar, Juan Pablo Carvajal, …, Mathieu Vander Donckt, «VLT observations of interstellar comet 3I/ATLAS II. From quiescence to glow: Dramatic rise of Ni I emission and incipient CN outgassing at large heliocentric distances,» arXiv:2508.18382 [astro-ph.SR] (25 Aug 2025), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.18382. [/PS]

Esta figura muestra los mapas de flujo integrado del espectrómetro NIRSpec para 3I/ATLAS : (a) la luz dispersada por el polvo de la coma en ~1.2 μm (el único panel en escala logarítmica), (b) CO₂ a 4.3 μm, (c) H₂O a 2.7 μm, y (d) CO a 4.7 μm. Un análisis detallado del panel (a) muestra una mayor densidad de polvo en la coma en dirección al Sol, quizás debida a la fragmentación de los granos de polvo que incrementa su sección transversal de dispersión con la distancia al núcleo. Los otros paneles muestran asimetrías más sutiles. Destaca el cociente entre los flujos en dirección solar (S) y antisolar (S’) que resulta S/S'(polvo a 1.2 μm) = 1.37 para el polvo, S/S'(CO₂) = 1.07, S/S'(CO) = 1.04, y S/S'(H₂O ) = 1.20 (cocientes con incertidumbres menores del 1 %), que indica que la coma es heterogénea. El resultado S/S'(H₂O) > S/S'(CO₂) > S/S'(CO) es esperable ya que las temperaturas de sublimación cumplen que T(H₂O) > T(CO₂) > T(CO). Se concluye que la coma es el resultado esperado para la desgasificación de estas especies.

En los cometas observados en nuestro Sistema Solar, las abundancias relativas de CO₂, CO y H₂O en el coma varían en función de la temperatura, que depende de la distancia heliocéntrica. Para los cocientes CO₂/H₂O y CO/H₂O en escala logarítmica se predice una relación lineal con la distancia heliocéntrica. 3I/ATLAS presenta un atípico exceso de desgasificación, dominada por CO₂, a su distancia actual entre 3 y 4 UA, similar a los observados en los cometa C/2016 R2 (estimado por PanSTARRS) y C/2024 E1 (en este último caso, para su límite inferior). Para 3I/ATLAS el cociente CO₂/H₂O = 8±1, unas 16 veces mayor de lo esperado para cometas del Sistema Solar a esa distancia heliocéntrica. Sin embargo, el cociente CO/H₂O = 1.4±0.2 es compatible con lo esperado para cometas del Sistema Solar, siendo similar al rango entre 1.3 y 1.6 medido en el cometa interestelar 2I/Borisov.

En conclusión, el muy esperado espectro de NIRSpec para 3I/ATLAS a 3.32 UA muestra el resultado para un cometa interestelar con un núcleo rico en CO₂. Futuras observaciones permitirán estudiar como evoluciona la coma conforme se acerca a su perihelio (se espera que crezca la abundancia de H₂O por sublimación al crecer la temperatura). También habrá que estar atento a si el cociente CO₂/H₂O acaba superando el récord de C/2016 R2. Las futuras observaciones de 3I/ATLAS prometen ser apasionantes.



12 Comentarios

    1. Los cometas son como bolas de hielo y polvo que viajan por el espacio. Cuando se acercan al Sol, el calor derrite un poco ese hielo y forman una “cola” de gas y polvo.

      Normalmente, la mayor parte de ese gas es agua, y un poco es dióxido de carbono (CO₂) y monóxido de carbono (CO).

      Pero el cometa 3I/ATLAS, que viene de otro sistema estelar, es muy raro:

      Tiene muchísimo más CO₂ de lo normal (mucho más que agua).

      En cambio, su cantidad de CO es parecida a la de otros cometas que conocemos.

      Eso significa que su “hielo” está hecho de una mezcla diferente a la de los cometas que nacieron en nuestro Sistema Solar.

      Cuando se acerque más al Sol, empezará a soltar más agua y los científicos quieren ver cómo cambian sus gases. Están muy emocionados porque podría romper el récord del cometa más “rico en CO₂” jamás visto.

    1. Julio, no tiene ningún sentido. De hecho, en su primer artículo sobe 3I/ATLAS ya aclaraba que su nombre era C/2025 N1, es decir, que era un cometa. En sus siguientes artículos lanzó la chorrada de la hipótesis alienígena, que ni él mismo se cree (aunque le da mucha visibilidad).

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