3I/ATLAS: El tercer visitante interestelar revela una producción de agua 'hiperactiva'

3I/ATLAS: El tercer visitante interestelar revela una producción de agua «hiperactiva»

La llegada de un objeto interestelar (ISO) a nuestro sistema solar ofrece una oportunidad poco común y de gran importancia para estudiar los bloques de construcción de sistemas planetarios lejanos sin salir de nuestro propio patio trasero cósmico. El último visitante de este tipo, 3I/ATLAS, ha proporcionado a los astrónomos una gran cantidad de datos que desafían las suposiciones previas sobre la composición de estos cuerpos nómadas. Mientras que el primer objeto interestelar, 1I/‘Oumuamua, apareció como un fragmento rocoso y seco, y el segundo, 2I/Borisov, se comportó más como un cometa típico, 3I/ATLAS se ha revelado como «hiperactivo». Nuevas investigaciones que utilizan observaciones espaciales indican que 3I/ATLAS está liberando agua a una escala que sugiere una historia evolutiva notablemente diferente a la de sus predecesores.

Un estudio dirigido por Hanjie Tan y Jian-Yang Li, del Planetary Environmental and Astrobiological Research Laboratory (PEARL) de la Sun Yat-sen University, junto con Xiaoran Yan, del Institute of Applied Physics ”Nello Carrara” (IFAC–CNR), ha caracterizado la producción de agua de 3I/ATLAS durante su crítico paso por el perihelio. Debido a que la trayectoria del objeto lo llevó extremadamente cerca del Sol, los telescopios terrestres no pudieron observarlo debido al brillo solar. Para sortear esta limitación, los investigadores recurrieron al instrumento Solar Wind ANisotropies (SWAN) a bordo de la nave espacial SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), que monitoriza las emisiones Lyman-alfa de los átomos de hidrógeno neutro, el subproducto de las moléculas de agua disociadas por la radiación solar.

Caracterización de la naturaleza hiperactiva de 3I/ATLAS

El hallazgo central de la investigación, publicado en un borrador reciente para la American Astronomical Society, es una tasa máxima de producción de agua post-perihelio ($Q_{\mathrm{H_2O}}$) de aproximadamente $4 \times 10^{28}$ moléculas por segundo. Para poner esto en perspectiva, los investigadores calcularon que esto requiere una «fracción activa» mínima de aproximadamente el 30 % de la superficie del objeto, asumiendo un radio máximo del núcleo de 2,8 kilómetros. En la ciencia cometaria, una fracción activa de esta magnitud se considera «hiperactiva», ya que la mayoría de los cometas del sistema solar solo subliman desde un pequeño porcentaje de su superficie.

Este nivel de actividad establece un paralelismo sorprendente con el cometa 103P/Hartley 2, un conocido cometa hiperactivo de nuestro propio sistema solar. Tan y sus colegas sugieren que la alta tasa de producción probablemente no provenga únicamente de la superficie del núcleo, sino de una «fuente distribuida» de granos de hielo. A medida que 3I/ATLAS se acercaba al Sol, parece haber desprendido una nube de pequeñas partículas heladas que se sublimaron al unísono, creando una superficie efectiva para la liberación de agua mayor de la que el núcleo sólido podría proporcionar por sí solo. Esto sugiere que 3I/ATLAS podría ser un fragmento de un planetesimal mucho más grande y rico en volátiles de su sistema de origen.

La dinámica de la asimetría del perihelio

Una de las contribuciones más significativas de este estudio es la documentación de una «asimetría del perihelio» en el comportamiento del objeto. Al comparar sus mediciones post-perihelio con los datos previos al perihelio, el equipo descubrió que 3I/ATLAS no aumentó ni disminuyó su brillo al mismo ritmo. En su viaje de aproximación hacia el Sol, la producción de agua aumentó bruscamente, escalando a $r_h^{-5.9 \pm 0.8}$ (donde $r_h$ es la distancia heliocéntrica). Sin embargo, a medida que se alejaba del Sol (salida), el descenso fue mucho más gradual, escalando a $r_h^{-3.3 \pm 0.3}$.

Esta asimetría proporciona una huella dactilar de la evolución térmica del objeto. El pronunciado aumento en la aproximación probablemente marcó la transición cuando 3I/ATLAS cruzó la «línea de sublimación del hielo de agua» a unas 2 o 3 ua, provocando un despertar repentino de volátiles latentes. El descenso más gradual tras el perihelio sugiere que la energía térmica absorbida durante su máximo acercamiento continuó impulsando la actividad incluso cuando el objeto se retiraba hacia las regiones más frías del sistema solar. Los investigadores utilizaron modelos 3D de Monte Carlo para confirmar que este comportamiento fue impulsado por la insolación solar actuando sobre un área activa estable, en lugar de un estallido puntual o un evento de fragmentación.

Un mensajero estable de la galaxia

A pesar del intenso calor del perihelio, 3I/ATLAS mostró una notable estabilidad estructural. A diferencia de 2I/Borisov, que mostró signos de un estallido óptico y un rápido descenso en la producción de agua cerca del Sol, 3I/ATLAS mantuvo una producción constante. Según el equipo de investigación, «no hubo signos de estallidos ni de agotamiento rápido de la producción de agua» durante la ventana de observación de noviembre a diciembre de 2025. Esta estabilidad sugiere una composición homogénea, donde los volátiles se distribuyen uniformemente por toda la matriz del núcleo en lugar de estar atrapados en bolsas aisladas.

La edad dinámica de 3I/ATLAS añade aún más misterio. Con un alto exceso de velocidad hiperbólica ($v_{\infty} \approx 58$ km/s), se estima que el objeto tiene entre 3.000 y 11.000 millones de años. Esta edad implica que se formó durante la historia temprana de la galaxia, precediendo potencialmente al nacimiento de nuestro propio Sol. Su naturaleza «prístina» —tras haber pasado miles de millones de años en el frío profundo del espacio interestelar— convierte su repentina respuesta hiperactiva al calor solar en un punto de datos vital para comprender la formación de planetesimales en otros sistemas estelares.

Comparación de los tres visitantes interestelares

El descubrimiento y la caracterización de 3I/ATLAS permiten realizar un fascinante estudio comparativo de los tres objetos interestelares conocidos:

• 1I/‘Oumuamua: Aparentemente inactivo, sin coma detectable, lo que dio lugar a teorías que van desde un fragmento de hielo de nitrógeno hasta un fragmento rocoso.
• 2I/Borisov: Muy rico en volátiles con una alta proporción de CO/H2O, pero propenso a la fragmentación y a los estallidos cerca del Sol.
• 3I/ATLAS: Caracterizado por una producción de agua «hiperactiva» y una coma estable dominada por granos, reflejando algunos de los cometas más activos de nuestro propio sistema.

Esta diversidad sugiere que el objeto interestelar «estándar» no existe. En su lugar, la Vía Láctea parece estar poblada por una amplia variedad de cuerpos pequeños, que reflejan los diversos entornos químicos y térmicos de los discos protoplanetarios en los que se formaron.

Implicaciones para el futuro de la ciencia cometaria

El estudio de Tan, Yan y Li subraya el papel indispensable de activos espaciales como SOHO en la astronomía moderna. Sin el instrumento SWAN, la fase más activa de 3I/ATLAS habría sido una «caja negra» para los investigadores. Mientras la comunidad astronómica se prepara para futuras misiones —como el Comet Interceptor de la Agencia Espacial Europea (ESA), que pretende esperar en el espacio a que un cometa prístino o un ISO entre en el sistema—, los datos de 3I/ATLAS proporcionan una hoja de ruta de qué esperar.

De cara al futuro, la estabilidad y la naturaleza rica en agua de 3I/ATLAS ofrecen la esperanza de que los futuros visitantes interestelares sean algo más que sombras fugaces. Si objetos como 3I/ATLAS son comunes, podrían servir como «sistemas de entrega galáctica», transportando agua y moléculas orgánicas a través de las vastas distancias entre las estrellas. Por ahora, 3I/ATLAS continúa su viaje de regreso al vacío interestelar, dejando tras de sí un rastro de datos que ha ampliado significativamente nuestra comprensión de los viajeros errantes de la galaxia.