Tutte le comete sono più o meno le stesse, giusto? Non necessariamente. Schleicher ritiene che la composizione anomala possa rivelare l'esistenza di una nuova classe di comete. Ciò che rende Machholz 1 diverso è che la molecola cianogena, CN, è estremamente impoverita. In Machholz 1, la CN manca di circa un fattore 72 rispetto alla media delle altre comete, vale a dire solo poco più dell'uno percento del normale. "Questa deplezione della CN è molto più che mai vista per qualsiasi cometa precedentemente studiata, e solo un'altra cometa ha persino mostrato una deplezione della CN", ha detto Schleicher. La causa dell'anomalia chimica non è nota.
Tuttavia Schleicher, un astronomo planetario dell'Osservatorio di Lowell ha escogitato tre scenari intriganti per spiegare le origini di Machholz 1, e ognuno produrrà importanti ma diversi nuovi vincoli sulla formazione o evoluzione delle comete.
Una possibile spiegazione è che Machholz 1 non ha avuto origine nel nostro Sistema Solare, ma è invece sfuggito a un'altra stella. In questo scenario, il disco proto-planetario dell'altra stella avrebbe potuto avere una minore abbondanza di carbonio, con conseguente riduzione di tutti i composti contenenti carbonio. "Una grande parte delle comete nel nostro sistema solare è fuggita nello spazio interstellare, quindi prevediamo che anche molte comete formate attorno ad altre stelle sarebbero fuggite", ha detto Schleicher. "Alcuni di questi avranno attraversato percorsi con il sole e Machholz 1 potrebbe essere un intruso interstellare".
Un'altra possibile spiegazione della composizione anomala di Machholz 1 è che si è formata ancora più lontano dal sole in un ambiente più freddo o più estremo rispetto a qualsiasi altra cometa che abbiamo studiato finora. In tal caso, la scarsità di tali oggetti è probabilmente associata alla significativa difficoltà di spiegare come tali comete si sono spostate nel sistema solare interno dove possono quindi essere scoperte e osservate.
Una terza possibilità è che Machholz 1 abbia avuto origine da una cometa impoverita nella catena del carbonio, ma che la sua chimica sia stata successivamente modificata dal calore estremo. Mentre nessun'altra cometa ha mostrato cambiamenti nella chimica dovuti al successivo riscaldamento da parte del sole, Machholz 1 ha la particolarità di avere un'orbita che ora la porta a penetrare bene nell'orbita di Mercurio ogni cinque anni. (Altre comete si avvicinano ancora di più al sole, ma non così spesso). "Poiché la sua orbita è insolita, dobbiamo essere sospettosi che la cottura ripetuta ad alta temperatura potrebbe essere la causa della sua insolita composizione", ha affermato Schleicher. “Tuttavia, l'unica altra cometa che mostra l'esaurimento dell'abbondanza di CN non ha raggiunto temperature così elevate. Ciò implica che l'esaurimento del CN non richiede le reazioni chimiche associate al calore estremo. "
Sebbene la cometa 96P / Machholz 1 sia stata avvistata per la prima volta nel 1986 e orbita attorno al sole per un periodo di poco più di cinque anni, le misurazioni compositive hanno avuto luogo solo durante la recente apparizione della cometa del 2007. Il programma di studi compositivi dell'Osservatorio Lowell, attualmente diretto da Schleicher, include misurazioni di oltre 150 comete ottenute negli ultimi 33 anni. Questa ricerca è unica perché confronta e contrappone Machholz 1 a questo ampio database di 150 comete.
Attualmente esistono due tipi di comete, identificate da un programma dell'Obervatory di Lowell nei primi anni '90. Una classe, contenente la maggior parte delle comete osservate, ha una composizione chiamata "tipica". La maggior parte dei membri di questa classe tipica risiede da tempo nella Oort Cloud ai margini del nostro Sistema Solare, ma si ritiene che si sia originariamente formato tra i pianeti giganti, in particolare tra Saturno, Urano e Nettuno. Altri membri di questa classe compositiva arrivarono dalla Cintura di Kuiper, situata appena oltre Nettuno.
La seconda classe compositiva di comete ha impoverimenti diversi in due delle cinque specie chimiche misurate. Poiché entrambe le molecole impoverite, C2 e C3, sono interamente composte da atomi di carbonio, questa classe è stata denominata "impoverimento della catena del carbonio". Inoltre, quasi tutte le comete di questa seconda classe hanno orbite coerenti con il loro arrivo dalla Cintura di Kuiper. Per questa e altre ragioni, si ritiene che la causa dell'esaurimento sia associata alle condizioni che esistevano quando le comete formarono, forse all'interno di una regione esterna, più fredda della Cintura di Kuiper.
Si ritiene che le comete siano gli oggetti più incontaminati disponibili per uno studio dettagliato che rimane dall'epoca della formazione del sistema solare. Come tale, le comete possono essere usate come sonde del materiale proto-planetario che è stato incorporato nel nostro Sistema Solare. Le differenze nella composizione chimica attuale tra le comete possono indicare differenze nelle condizioni primordiali o effetti evolutivi.
Sebbene la posizione di origine non possa essere determinata in modo definitivo per nessuna singola cometa, il breve periodo orbitale di Machholz 1 significa che gli astronomi possono cercare ulteriori specie molecolari che trasportano carbonio durante le future apparizioni. "Se anche altre specie portatrici di carbonio fossero fortemente impoverite, il caso della sua origine al di fuori del nostro Sistema Solare sarebbe rafforzato", ha affermato Schleicher. La prossima opportunità di osservazioni sarà nel 2012.
Lo studio è pubblicato nel numero di novembre dell'Astronomical Journal.
Fonte: Lowell Observatory
