Ett internationellt team av astronomer, inklusive forskare från Queen's University Belfast, har gjort en historisk upptäckt, upptäcka gasmolekyler i en komet som har ramlat in i vårt solsystem från en annan stjärna.

Det är första gången som astronomer har kunnat upptäcka den här typen av material i ett interstellärt objekt.

Upptäckten markerar ett viktigt steg framåt för vetenskapen eftersom det nu kommer att tillåta forskare att börja dechiffrera exakt vad dessa objekt är gjorda av och hur vårt hemsolsystem kan jämföras med andra i vår galax.

"För första gången kan vi noggrant mäta vad en interstellär besökare är gjord av, och jämför det med vårt eget solsystem, " sa professor Alan Fitzsimmons från Astrophysics Research Centre, Queen's University Belfast.

Kometen Borisov upptäcktes av Krim-amatörastronomen Gennadij Borisov i augusti. Observationer under de följande 12 dagarna visade att den inte kretsade runt solen, men passerade precis genom solsystemet på sin egen väg runt vår galax.

Den 24 september hade det döpts om till 2I/Borisov, det andra interstellära objektet som någonsin upptäckts av astronomer. Till skillnad från det första sådant föremål som upptäcktes för två år sedan, 1I/'Oumuamua, detta föremål visade sig som en svag komet, med en omgivande atmosfär av dammpartiklar, och en kort svans.

Alan Fitzsimmons och kollegor från Europa, USA och Chile använde William Herschel-teleskopet på La Palma på Kanarieöarna för att upptäcka gasen i kometen, men det var svårt att göra det.

Han sa:"Vårt första försök var fredagen den 13 september, men vi hade otur och omintetgjordes av himlens ljusstyrka så nära solen. Men nästa försök var framgångsrikt."

Astronomer vid observatoriet riktade det gigantiska teleskopet mot kometen lågt nere på morgonhimlen mellan 06.00 och 07.00 i fredags. Att föra det svaga kometljuset in i en spektrograf, detta gjorde det möjligt för astronomerna att mäta hur mycket ljus kometen sänder ut som en funktion av våglängden, eller färg.

Professor Fitzsimmons förklarade:"Ett spektrum tillåter oss att upptäcka enskilda typer av gas genom deras spektrala fingeravtryck. Vi fick data vid middagstid och vid 17.00 samma kväll visste vi att vi framgångsrikt hade upptäckt gas för första gången."

Gasen som upptäcktes var cyanogen, gjord av en kolatom och en kväveatom bundna tillsammans. Det är en giftig gas vid inandning, men det är relativt vanligt hos kometer.

Genom att kombinera dessa spektra med filtrerade bilder av kometen som erhållits med TRAPPIST-North-teleskopet i Marocko, teamet mätte också mängden damm som kastades ut av kometen, och satte gränser för storleken på den centrala kärnan.

Dr Emmanuel Jehin övervakar kometen med TRAPPIST-North-teleskopet i Marocko, och tillhandahöll data som var avgörande för att mäta mängden kometdamm som emitteras av 2I. Han sa "Vi är vana vid att se kometbilder, men den här är så speciell! Har tittat på det nästan varje morgon i två veckor nu, Jag är fascinerad av det faktum att detta föremål inte är som de många andra jag har observerat, men kommer verkligen från en annan stjärna förmodligen väldigt långt borta."

Professor Karen Meech från University of Hawai'i hade tidigare avbildat kometen, och använde de nya uppgifterna för att beräkna kometens möjliga storlek.

Hon rapporterade:"Vår preliminära analys med hjälp av mängden gas som ses komma från kärnan tyder på att det är troligt att mycket av ytan är aktiv, i motsats till typiska korttidskometer."

Teamet drog slutsatsen att det mest anmärkningsvärda med kometen är att den verkar vanlig när det gäller den gas och damm den avger. Det ser ut som att det föddes för 4,6 miljarder år sedan med de andra kometerna i vårt solsystem, har ändå kommit från ett – ännu – oidentifierat stjärnsystem.

När kometen närmar sig solen kommer den att bli ljusare och mer synlig för astronomer. Dr Oliver Hainaut från European Southern Observatory sa "Nästa år kommer att bli extremt spännande, eftersom vi kommer att kunna följa 2I:s utveckling när den zoomar genom vårt solsystem. I jämförelse, vi hade bara några veckor på oss att studera Oumuamua innan det blev för svagt.

European Space Agency godkände ett rymduppdrag tidigare i år som kan besöka en framtida interstellär besökare. Dr. Colin Snodgrass i teamet är också biträdande huvudutredare på ESA Comet Interceptor, kommer att lanseras 2028.

Forskningen har lämnats till Astrofysiska tidskriftsbrev för vetenskaplig peer review, och finns tillgänglig på arxiv.org/abs/1909.12144