3I/ATLAS podría ser un vestigio congelado de un antiguo sistema estelar

3I/ATLAS no es solo un visitante que cruzó el Sistema Solar desde otra estrella. Los gases y los isótopos de su coma conservan señales de las condiciones en que se formaron sus hielos, y esas condiciones parecen haber sido mucho más frías y químicamente distintas de las que dieron origen a los cometas del Sistema Solar. La interpretación principal apunta a las regiones exteriores de un sistema estelar antiguo y relativamente pobre en metales, aunque los astrónomos todavía no pueden reconstruir su trayectoria hasta una estrella progenitora concreta. 1718

La gran pista: agua extraordinariamente rica en deuterio

El resultado más revelador es la composición isotópica del agua. Las mediciones del telescopio espacial James Webb (JWST) hallaron una relación de deuterio a hidrógeno, D/H, de (0,98 ± 0,06) %: más de un orden de magnitud por encima de la observada en los cometas conocidos y, según ESA Webb, cerca de 30 veces la de los cometas del Sistema Solar. Las relaciones isotópicas de carbono medidas en monóxido y dióxido de carbono también quedan fuera de los rangos habituales del Sistema Solar, de las nubes interestelares cercanas y de los discos protoplanetarios. 1726

Estas huellas son compatibles con una química del hielo a temperaturas de 30 K o menos, es decir, aproximadamente −243 °C. En un frío tan extremo, el deuterio puede incorporarse de forma preferente a las moléculas. Es un registro químico de condiciones de formación excepcionalmente frías, no una prueba de un lugar exacto de nacimiento. 17

Una coma dominada por volátiles poco comunes

3I/ATLAS también destaca por la mezcla de gases que desprende su núcleo y su coma, la envoltura de gas y polvo que rodea al cometa.

• Dióxido de carbono: se observó una abundancia inusualmente alta de CO₂ respecto al agua. Los valores comunicados de CO₂/H₂O, en torno a 7–8:1, superan ampliamente las proporciones habituales en cometas del Sistema Solar. 3542
• Metano: el instrumento MIRI del JWST registró la primera detección directa de metano en un objeto interestelar. 33
• Níquel: los espectros infrarrojos medios detectaron níquel atómico, mientras que las observaciones ópticas confirmaron que el cometa también emitía cianógeno (CN). Por tanto, el níquel no se detectó en vez de CN: ambos forman parte del inventario químico observado. 3332

Por sí sola, esta combinación no establece una historia de origen única. Sin embargo, junto con las relaciones isotópicas extremas, refuerza la idea de que 3I/ATLAS conservó material rico en volátiles procedente de una región exterior y fría de su sistema natal.

Una cola rica en nitrógeno refuerza el escenario de congelación extrema

Las observaciones posteriores al perihelio con la Unidad de Gran Campo Integral (LIFU) del instrumento WEAVE, instalado en el telescopio William Herschel, resolvieron cinco iones en la cola de plasma orientada en dirección contraria al Sol:

• N₂⁺
• CO⁺
• CO₂⁺
• H₂O⁺
• CH⁺

La relación medida N₂⁺/CO⁺ establece un límite inferior de N₂/CO > 0,023 ± 0,001, lo que indica que el cometa es rico en nitrógeno en comparación con los cometas del Sistema Solar. Como el nitrógeno molecular es muy volátil, su conservación es coherente con una formación a temperaturas muy bajas. Es evidencia de apoyo, no una medición independiente de un lugar o una edad específicos. 37

Qué dicen los isótopos sobre su procedencia

La trayectoria de 3I/ATLAS establece de manera independiente su carácter interestelar; su química ayuda a inferir el tipo de entorno en el que se formó. Los datos isotópicos sugieren un origen en un ambiente relativamente pobre en metales —en astronomía, elementos más pesados que el helio—, y los modelos de evolución química galáctica hacen plausible que proceda de un sistema estelar antiguo. Dentro de las incertidumbres de esos modelos, el disco exterior de la Vía Láctea, más empobrecido en metales, aparece como una posible región de origen. 1718

La conclusión es necesariamente probabilística. Un cometa puede conservar pistas de su entorno de formación, pero todavía no es posible asociar dinámicamente 3I/ATLAS con una estrella identificada. Afirmar que vino con certeza de un sistema concreto, o que toda su historia ya ha sido reconstruida, va más allá de la evidencia disponible.

Por qué 3I/ATLAS importa para la ciencia de los objetos interestelares

Solo se han detectado unos pocos objetos interestelares lo bastante cerca como para estudiarlos en detalle. Cada uno podría ser atípico, por lo que aún no se sabe si 3I/ATLAS es un caso extremo o una muestra representativa de los planetesimales antiguos de otros sistemas estelares.

El estudio Legacy Survey of Space and Time (LSST) del Observatorio Vera C. Rubin podría cambiar esa situación. Sus previsiones siguen siendo muy inciertas porque la abundancia, los tamaños, los albedos y la distribución de velocidades de los objetos interestelares están poco restringidos: las estimaciones publicadas van desde menos de una detección anual hasta varias decenas por año, según los supuestos empleados. 23

Una muestra más amplia, acompañada de espectroscopía rápida, permitiría averiguar:

• con qué frecuencia los visitantes interestelares son cometarios frente a rocosos;
• cómo se distribuyen sus tamaños, velocidades y direcciones de llegada;
• si son comunes los objetos ricos en CO₂, con metano, con nitrógeno abundante o muy enriquecidos en deuterio;
• cómo varía la composición química entre poblaciones estelares probables; y
• con qué eficacia los sistemas planetarios expulsan cuerpos pequeños al espacio interestelar.

La oportunidad del Observatorio Rubin no consiste solo en encontrar más visitantes extraños. Su mayor aportación sería pasar del análisis de objetos aislados a la comparación de una población, para comprobar si 3I/ATLAS es un raro vestigio de congelación extrema o uno de muchos miembros de una familia galáctica mucho más amplia. 15