Webb trova ghiaccio d'acqua ricco di polvere in 3I/ATLAS, simile ai mondi ghiacciati oltre Nettuno

Gli spettri infrarossi di 3I/ATLAS ripresi da Webb mostrano ghiaccio d'acqua racchiuso in grani di circa un micrometro, mescolati in abbondanza con la polvere. La forma della banda del ghiaccio somiglia a quella dei corpi ghiacciati che orbitano oltre Nettuno. Lo ha riferito il gruppo di Silvia Protopapa su The Astrophysical Journal Letters il 26 ottobre 2026.

Cosa ha misurato Webb

Gli astronomi hanno visto 3I/ATLAS entrare nel sistema solare nell'estate del 2025. È solo il terzo oggetto trovato in arrivo dall'esterno, dopo 1I/'Oumuamua nel 2017 e 2I/Borisov nel 2019. La sua stella d'origine è ignota, anche se sembra essere arrivato dalla direzione della costellazione del Sagittario. I ricercatori ritengono che si sia formato in un disco protoplanetario forse 12.000.000.000 di anni fa, più del doppio dell'età del sistema solare.

Le misure di Webb sostengono la stima dell'età. Il rapporto tra deuterio e idrogeno nell'acqua della cometa è vicino all'1%, decine di volte più alto che nelle comete del sistema solare. Il rapporto tra carbonio-12 e carbonio-13 supera nettamente i valori osservati nelle comete locali e nel gas interstellare vicino. Questa combinazione indica un ghiaccio formatosi a temperature inferiori a circa 30 kelvin, in un angolo povero di metalli della Via Lattea primordiale.

Lo spettrografo nel vicino infrarosso di Webb, NIRSpec, ha osservato 3I/ATLAS il 6 agosto 2025, il 22 dicembre 2025 e il 1° aprile 2026. Le tre visite coprono circa otto mesi e racchiudono il perielio, il passaggio più vicino al Sole, avvenuto il 29 ottobre 2025. Lo strumento scompone la luce in lunghezze d'onda. Così si vede di cosa è fatto un materiale e in quale stato fisico si trova.

Il ghiaccio d'acqua lascia di norma una banda di assorbimento profonda intorno ai 3 micrometri e due bande più deboli intorno a 1,5 e 2,0 micrometri. Quasi tutte le comete ghiacciate mostrano tutte e tre. In 3I/ATLAS la banda a 3 micrometri era forte, mentre quelle a lunghezza d'onda minore erano deboli o assenti. "Quella combinazione era un enigma", ha detto Silvia Protopapa del Southwest Research Institute, che ha guidato lo studio.

I modelli indicano grani di circa un micrometro o meno, ciascuno un misto di ghiaccio d'acqua e polvere. Webb ha rilevato anche vapore acqueo, anidride carbonica e monossido di carbonio intorno alla cometa. Lo spettro dell'aprile 2026 favoriva una seconda popolazione di grani ricchi di ghiaccio, più grandi dei precedenti ma sempre intorno al micrometro, e mostrava una debole traccia compatibile con ghiaccio cristallino. Il gruppo non è riuscito a stabilire se il ghiaccio avesse cambiato struttura o se fossero le dimensioni dei grani e il contenuto di polvere a spiegare il segnale.

Martin Cordiner del Goddard Space Flight Center della NASA e della Catholic University of America guida il programma Webb ed è coautore dello studio. "Abbiamo progettato questo programma per essere pronti nel momento in cui fosse stata trovata una cometa interstellare attiva, e per seguirla nel tempo", ha detto. Il gruppo voleva capire cosa dicono il ghiaccio, la polvere e il gas della cometa dei planetesimi, i mattoni dei pianeti, intorno ad altre stelle.

Perché la polvere cambia lo spettro

La luce percorre solo una breve distanza attraverso grani simili. Questo indebolisce le bande a 1,5 e 2,0 micrometri e lascia forte quella a 3 micrometri.

La dimensione non è la differenza. Protopapa ha detto che i grani di 3I/ATLAS hanno all'incirca le stesse dimensioni di quelli delle nostre comete. "Quello che sembra distinguerli è quanta polvere è mescolata al ghiaccio", ha detto.

Un modello ha usato il pirosseno, un minerale silicato, per riprodurre l'insolito schema di assorbimento. I ricercatori hanno confrontato la cometa con le comete del sistema solare e con diverse classi di oggetti transnettuniani, i corpi ghiacciati che orbitano oltre Nettuno. Lo spettro della cometa cade tra i due gruppi e non coincide esattamente con nessuno dei due. Le corrispondenze più vicine tra gli oggetti transnettuniani sono corpi il cui spettro mostra anch'esso ghiaccio di anidride carbonica e composti organici.

Cosa mostra il confronto e cosa no

La somiglianza riguarda la forma della banda del ghiaccio d'acqua. Non stabilisce quantità identiche di anidride carbonica, sostanze organiche o materiale roccioso.

Il gruppo suggerisce che i planetesimi ghiacciati intorno a stelle diverse possano condividere un continuum di proprietà dei grani, dal ghiaccio quasi puro al ghiaccio mescolato con polvere, con 3I/ATLAS verso l'estremo polveroso. "Ma quando l'abbiamo messo accanto ai mondi ghiacciati lontani del nostro sistema solare, non è più sembrato fuori posto", ha detto Protopapa. Lo studio, "JWST Reveals Refractory-rich Water Ice in Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for a Continuum of Grain Properties across Protoplanetary Disks", è apparso su The Astrophysical Journal Letters (doi: 10.3847/2041-8213/aea60d).

Gli autori descrivono l'intervallo condiviso come una possibilità da verificare. Non lo chiamano prova che la cometa e gli oggetti lontani del sistema solare si siano formati in condizioni identiche.

Cosa resta aperto

Una domanda riguarda cosa è cambiato tra un'osservazione e l'altra. "Non sappiamo ancora dire se i cambiamenti nel tempo siano l'effetto del Sole che riscalda i grani in modo diverso a ogni osservazione, oppure di materiale nuovo affiorato mentre la superficie della cometa si erodeva vicino al Sole", ha detto Michael Kelley dell'Università del Maryland, secondo autore dell'articolo. "Entrambe le cose sono possibili, e distinguerle è una delle questioni aperte che vogliamo affrontare."

L'analisi di dicembre è stata più difficile delle altre due. Emissioni più intense di gas e sostanze organiche, oltre alla radiazione termica della polvere, hanno complicato la modellazione dei grani di ghiaccio.

L'ultimo sguardo di Webb è arrivato il 1° aprile 2026, quando la cometa era a 5,7 unità astronomiche dal Sole. Alla prima visita si trovava a circa 494.000.000 di chilometri. All'ultima era a circa 853.000.000 di chilometri e si allontanava. Ora la cometa sta uscendo dal nostro campo visivo.