Oggetto interstellare emette luce: scienziati perplessi

Strana luce da un visitatore: il primo avvistamento

Quando l' oggetto interstellare noto come 3I/ATLAS è stato tracciato per la prima volta all'inizio di luglio 2025, si è comportato in modo abbastanza insolito da attirare l'attenzione; un'immagine di Hubble scattata il 21 luglio ha mostrato un aumento di luminosità concentrato sul lato del corpo rivolto verso il sole, con poca o nessuna traccia della classica coda cometaria. Quella sequenza di immagini — combinata con i rilevamenti delle fotocamere per survey a largo campo e della spettroscopia a infrarossi — ha lasciato perplessi gli osservatori di oggetti interstellari e l'intera comunità astronomica. L'interpretazione più semplice di alcuni commentatori è clamorosa: l'oggetto sembra produrre luce propria. La maggior parte dei ricercatori, tuttavia, considera tale affermazione come provvisoria e pone prima una domanda diversa: il bagliore è davvero un'emissione intrinseca o è una conseguenza comprensibile della luce solare, della polvere e della geometria di misurazione?

Scienziati perplessi sull'oggetto interstellare: un rompicapo osservativo da quattro telescopi

Diversi osservatori spaziali hanno contribuito al puzzle. Il telescopio spaziale Hubble ha prodotto le immagini suggestive di una luminosità a forma di goccia o di "bozzolo" rivolto verso il sole; le missioni della NASA — tra cui il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e lo strumento per survey a infrarossi SPHEREx — e il James Webb Space Telescope (JWST) hanno fornito fotometria e spettroscopia di supporto. Questi set di dati mostrano tre fatti provocatori: l'oggetto si è attivato a grandi distanze eliocentriche dove la luce solare è debole, esibisce un rapporto insolitamente alto tra anidride carbonica e acqua nella sua chioma e manca della lunga coda ricca di polvere che la maggior parte delle comete attive mostra.

Il modo in care gli astronomi rilevano e caratterizzano tale comportamento è fondamentale. L'imaging rivela la morfologia e i cambiamenti di luminosità, la fotometria in serie temporale traccia se la luminosità segue un pattern rotatorio o transitorio, e la spettroscopia separa la luce solare riflessa dai fotoni prodotti da atomi, molecole o materiale caldo. SPHEREx e JWST osservano nell'infrarosso e possono rilevare firme molecolari — proprio le righe e le bande che hanno rivelato l'alto rapporto CO2/acqua — mentre Hubble e TESS forniscono immagini ottiche ad alta risoluzione e curve di luce. Insieme, gli strumenti forniscono il tipo di dati incrociati necessari per verificare se un bagliore sia un'emissione intrinseca o un effetto di riflessione amplificato dalla geometria o dallo scattering della polvere.

Scienziati perplessi sull'oggetto interstellare: cosa significherebbe l'auto-luminosità

Dire che un oggetto "emette luce propria" può significare diverse cose fisiche molto distinte. Ad un estremo, potrebbe trattarsi di emissione termica: il corpo è caldo e irradia nell'infrarosso a causa di fonti di calore interne. Al un altro, potrebbe trattarsi di emissione di riga e fluorescenza: molecole o atomi eccitati dalla luce ultravioletta solare o da particelle cariche riemettono fotoni a lunghezze d'onda caratteristiche. Una terza possibilità è di natura antropogenica o artificiale — una fonte di energia a bordo che genera luce visibile — un'ipotesi che ha ricevuto attenzione in parte a causa di passati dibattiti su altri visitatori interstellari.

Distinguere tra queste possibilità richiede la spettroscopia: l'emissione termica intrinseca tende a produrre uno spettro continuo e uniforme la cui lunghezza d'onda di picco si sposta con la temperatura, mentre l'emissione fluorescente o atomica produce righe strette a lunghezze d'onda ben note. La luce solare riflessa trasporta il continuo solare modificato da caratteristiche di assorbimento. Pertanto, gli astronomi esaminano lo spettro dell'oggetto nelle bande del visibile e dell'infrarosso per individuare le impronte rivelatrici dell'emissione termica, della fluorescenza molecolare o della riflessione solare. Fino a quando tale separazione spettrale non sarà inequivocabile, le affermazioni secondo cui 3I/ATLAS sia auto-illuminato rimangono non provate.

Come potrebbe apparire il bagliore senza una stella vicina

È naturale chiedersi come un oggetto possa brillare lontano da una stella: il sole è distante e lo spazio interstellare è freddo. Esistono diversi meccanismi non mistici che producono luce senza una stella luminosa nelle vicinanze. L'outgassing cometario può rilasciare molecole che diventano fluorescenti quando colpite dalla luce solare ultravioletta, producendo righe di emissione che fanno sembrare che la chioma "brilli" anche quando c'è poca polvere a formare una coda. Granelli di polvere molto piccoli o dalla forma insolita possono diffondere fortemente la luce solare in avanti verso l'osservatore (forward-scattering), causando un punto luminoso rivolto verso il sole. Processi energetici — ad esempio, interazioni di particelle in un plasma rarefatto — possono anche alimentare emissioni nelle bande dell'ultravioletto o dei raggi X.

Anche gli effetti strumentali e geometrici sono importanti. Gli osservatori che guardano un oggetto a un particolare angolo di fase (l'angolo tra il Sole, l'oggetto e il telescopio) possono vedere una luminosità drasticamente aumentata a causa dello scattering in avanti della polvere. Allo stesso modo, una riflessione compatta e netta da una faccia rivolta al sole apparirà sui sensori di imaging in modo diverso rispetto a una coda estesa, quindi un oggetto che sembra "simile a un faro" in un'esposizione potrebbe semplicemente riflettere la luce solare da una zona concentrata della superficie o da una piccola e densa nube di polvere.

Spiegazioni principali e il dibattito nella comunità

Come gli astronomi verificano se la luce sia intrinseca

Testare l'ipotesi dell'auto-luminosità è un processo metodico e lento. Gli astronomi stanno utilizzando la spettroscopia in serie temporale per vedere se le caratteristiche dell'emissione si evolvono nei modi previsti per l'outgassing, e la polarimetria per stimare le dimensioni e la struttura dei granelli di polvere responsabili dello scattering. Le osservazioni nell'infrarosso termico cercano un picco del continuo che indicherebbe una superficie calda o un calore interno. Le osservazioni a molteplici angoli di fase e lunghezze d'onda possono separare la luce riflessa dall'emissione perché ogni meccanismo segue una diversa dipendenza dalla lunghezza d'onda e dalla geometria.

I team confrontano anche la curva di luce dell'oggetto — come la sua luminosità cambia nel corso di ore e giorni — con modelli di rotazione, emissione di getti e frammentazione. Se un oggetto emettesse luce artificialmente, il suo spettro e il suo pattern di variabilità dovrebbero differire dai modelli di outgassing cometario e di scattering della polvere in modi identificabili. Finora, i dati di Hubble, TESS, SPHEREx e JWST forniscono tasselli del puzzle ma non un quadro completo.

Cosa accadrà ora e perché è importante

Al di là della spiegazione specifica, l'episodio è importante perché espone il processo scientifico in tempo reale: come strumenti, modelli e un sano scetticismo si combinino per separare fenomeni insoliti ma naturali da fisica o tecnologia realmente nuove. I visitatori interstellari sono rari; ognuno di essi ci insegna la formazione dei pianeti e la chimica di sistemi distanti. Sia che 3I/ATLAS si riveli una cometa eccentrica, un frammento con proprietà insolite o qualcosa di ancora più strano, spingerà gli astronomi a perfezionare le strategie osservative per il prossimo forestiero in arrivo.

Fonti

• Space Telescope Science Institute / Osservazioni del telescopio spaziale Hubble
• NASA (James Webb Space Telescope, TESS, dati e analisi della missione SPHEREx)
• Harvard University (commento di Avi Loeb)
• Team internazionali di preprint astronomici e di osservazione che riportano su 3I/ATLAS