Den interstellära kometen 2I/Borisov ger en glimt av ett annat stjärnsystems planetariska byggstenar, med hjälp av nya observationer från NASA:s rymdteleskop Hubble.

Borisov är den första kända kometen som härstammar från ett annat stjärnsystem än vårt eget. Mätningar visar att den har ett ovanligt överflöd av kolmonoxid till stor del till skillnad från kometer som tillhör vårt solsystem. Forskare säger att dess ovanliga sammansättning pekar på en trolig födelseplats för en kolrik cirkumstellär skiva runt en kall röd dvärgklass av stjärna. Dessa observationer är ett utmärkt tillfälle att ta prov på materialets kemi i en urskiva runt en annan stjärna.

Kometer är kondenserade prover av gas, is, och damm som bildas virvlande i skivan runt en stjärna under födelsen av dess planeter. Att studera kometer är viktigt eftersom astronomer fortfarande försöker förstå vilken roll de spelar i uppbyggnaden av planeter. De kan också omfördela organiskt material bland unga planeter, och kan ha fört vatten till den tidiga jorden. Dessa aktiviteter sker sannolikt i andra planetsystem, vilket framgår av Borisovs makeup.

"Med en interstellär komet som passerar genom vårt eget solsystem, det är som om vi får ett prov på en planet som kretsar kring en annan stjärna som dyker upp i vår egen bakgård, " sa John Noonan från Lunar and Planetary Laboratory vid University of Arizona, Tucson, som är medlem i Hubble-forskargruppen som leds av Dennis Bodewits från Auburn University i Alabama.

Teamet använde Hubbles unika ultravioletta känslighet för att spektroskopiskt detektera kolmonoxidgas som flyr från kometen Borisovs fasta kometkärna. Hubbles Cosmic Origins Spectrograph observerade kometen vid fyra olika tillfällen, från 11 december, 2019 till 13 januari, 2020, vilket gjorde det möjligt för forskarna att se objektets kemiska sammansättning förändras snabbt, som olika isblandningar, inklusive kolmonoxid, syre, och vatten, sublimeras under solens värme.

Hubble-astronomerna blev förvånade när de upptäckte att den interstellära kometens koma, gasmolnet som omger kärnan, innehåller en stor mängd kolmonoxidgas, minst 50 % mer rikligt än vattenånga. Denna mängd är mer än tre gånger högre än den tidigare uppmätta mängden för en komet som kommer in i det inre solsystemet. Vattenmätningen gjordes av NASA:s Neil Gehrels-Swift-satellit, vars observationer utfördes tillsammans med Hubble-studien.

Kolmonoxidis är mycket flyktig. Det krävs inte mycket solljus för att värma isen och omvandla den till gas som strömmar ut från en kometkärna. För kolmonoxid, denna aktivitet sker mycket långt från solen, cirka 11 miljarder mil bort, mer än dubbelt så långt avståndet som Pluto vid dess längsta punkt från solen. I kontrast, vatten förblir i sin isiga form tills cirka 200 miljoner miles från solen, det ungefärliga avståndet för den inre kanten av asteroidbältet.

Dock, för kometen Borisov, Hubble-mätningarna tyder på att en del kolmonoxidis var låst inuti kometens kärna, avslöjades först när solens värme tog bort lager av vattenis. "Mängden kolmonoxid sjönk inte som förväntat när kometen drog sig tillbaka från solen. Det betyder att vi ser kometens primitiva lager, som verkligen återspeglar vad detta föremål är gjort av, " förklarade Bodewits. "På grund av det överflöd av kolmonoxidis som överlevde så nära solen, vi tror att kometen Borisov kommer från en mycket kallare plats och från en helt annan skräpskiva runt en stjärna än vår egen."

Inom 200 miljoner miles från solen, hastigheten för vattenavgasning från en komets yta är nästan alltid mycket högre än för kolmonoxid, sa forskarna. Endast omkring en eller två kända solsystemkometer har trotsat den regeln. "Det Hubble mätte i kometen Borisov är inte en egenskap hos de flesta solsystemkometer, " sa Bodewits. "Det är därför kometen Borisov stack ut för oss eftersom vi resonerade att Borisov troligen är en representant för det stjärnsystem den kommer ifrån."

Forskarna föreslår att kometen kan ha kastats ut från en kolrik skiva av isigt skräp runt en röd dvärgstjärna, den vanligaste typen av stjärna i vår galax Vintergatan. Röda dvärgar är svagare och mindre massiva än solen. Deras cirkumstellära skivor, därför, kan vara mycket kallare än vårt solsystem. "Dessa stjärnor har exakt de låga temperaturer och ljusstyrkor där en komet kan bildas med den typ av sammansättning som finns i kometen Borisov, sa Noonan.

En stor planet i Jupiterstorlek kan ha sparkat ut kometen ur utomjordingssystemet. Forskarna sa att många röda dvärgar har stora planeter som kretsar i ett område som är tillräckligt långt från sin värdstjärna där kolmonoxid finns i sin isiga form. "Om en planet i Jupiterstorlek vandrar inåt, det kan sparka ut många av dessa kometer, " sa Bodewits.

Kometen Borisov sågs den 30 augusti, 2019, av kometjägaren Gennady Borisov på Krim. Vagabondkometen liknar andra solsystemkometer, men astronomer bestämde dess interstellära ursprung baserat på dess omloppsbana. Sedan dess upptäckt, en massa teleskop, inklusive Hubble, har observerat kometen när den färdades genom solsystemet och svängde förbi solen. Den kommer så småningom att lämna solsystemet och fortsätta sin resa genom rymden.

Kometen Borisov är den första bonafide interstellära kometen som besöker solsystemet. Den första kända vagabondbesökaren var ett föremål som heter 1I/`Oumuamua, som upptäcktes 2017 när den reste bort från solen. Till skillnad från en vanlig komet, `Oumuamua hade inte en synlig koma av läckande gas och damm runt sig, så astronomer kunde inte använda spektroskopi för att prova dess kemiska innehåll för att karakterisera den.

Astronomer förväntar sig att hitta fler av dessa vandrande kometer utanför solsystemet med nuvarande och framtida teleskop som skannar hela himlen.

Teamets resultat kommer att visas i journalen Natur astronomi .