Astrónomos del CATA reconstruyen la evolución química de 3I/ATLAS tras su paso por el Sistema Solar

Es el tercer objeto interestelar detectado
en cruzar nuestro vecindario planetario, y el primero lo suficientemente
brillante para ser estudiado con espectroscopía óptica de alta resolución tanto
antes como después de su perihelio (el punto más cercano al Sol). 

Bajo este contexto, un estudio realizado por astrónomos
del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines – CATA (Centro Basal de ANID)
realizó una de las campañas de seguimiento más extensas hasta ahora sobre este
cuerpo proveniente de otro sistema planetario, registrando en detalle cómo
evolucionaron sus propiedades durante el paso por las cercanías del Sol. 

El trabajo fue encabezado por los
Investigadores Adscritos del CATA y estudiantes de postgrado de la Pontificia
Universidad Católica de Chile (UC), Baltasar Luco, Rohan Rahatgaonkar, Juan
Pablo Carvajal y Prasanta Kumar Nayak, Investigador Postdoctoral, bajo la
tutela de Thomas Puzia, Investigador Principal del Centro y académico del
Instituto de Astrofísica UC. 

A diferencia de los asteroides, los
cometas como 3I/ATLAS están compuestos por polvo, roca y distintos hielos: agua
(H₂O), dióxido de carbono (CO₂) y monóxido de carbono (CO), entre otros. Al
acercarse al Sol, el calor libera esos compuestos al espacio en etapas
sucesivas, revelando la composición y la estructura interna del cuerpo.

Cometa 3I/ATLAS capturado por telescopio espacial Hubble. (c)NASA, ESA, David Jewitt (UCLA), Joseph DePasquale (STScI).

Con el espectrógrafo ESPRESSO del Very
Large Telescope (VLT), en Cerro Paranal, el equipo acumuló observaciones
durante 23 noches entre septiembre y diciembre de 2025, rastreando los cambios
en la superficie y en la coma (la nube de gas y polvo que envuelve al cometa). 

«La verdadera diferencia frente a los
objetos interestelares anteriores es que no obtuvimos una foto, sino una
película», destacó Thomas Puzia. 

«Este seguimiento continuo nos
permitió ver cambios casi en tiempo real: una coma inicialmente rica en CO₂ que
fue cediendo protagonismo al agua a medida que el cuerpo se acercaba al
Sol». 

La evolución química de 3I/ATLAS 

Uno de los focos del estudio fue el
monitoreo del CN (radical ciano), molécula de referencia para medir la
actividad cometaria, junto con las emisiones de oxígeno presentes en la coma. 

El CN permite rastrear la actividad
general del cometa a lo largo de su trayectoria, mientras que la emisión de
oxígeno sirve para estimar la proporción entre CO₂ y H₂O, los dos hielos
dominantes. Como ambos se subliman a temperaturas distintas, su abundancia
relativa varía según la distancia al Sol. 

«El oxígeno no se estudia por sí
mismo, sino como indicador indirecto del CO₂ y el H₂O, cuya detección directa
desde la Tierra es difícil porque nuestra atmósfera también los contiene y
bloquea esas longitudes de onda. 

Cuando esas moléculas interactúan con la
luz solar, liberan átomos de oxígeno con emisiones características:
analizándolas podemos estimar la proporción entre ambos compuestos desde
telescopios terrestres. En ese sentido, el oxígeno actúa como una ventana hacia
algunos de los ingredientes más esquivos de la química cometaria», explica
Baltasar Luco. 

El estudio también confirmó la presencia
de hierro y níquel, y detectó con mayor claridad moléculas como CH (radical
metilidino) y C₂ (carbono diatómico), lo que permitió comparar las
características del visitante interestelar con las de cometas conocidos del
Sistema Solar. 

De izquierda a derecha: Juan Pablo Carvajal, Baltasar Luco, Thomas Puzia y Rohan Rahatgaonkar. (c) Thomas Puzia.

«Estas especies no son inusuales en
los cometas; lo llamativo es la proporción en que aparecen. Las observaciones
apuntan a que 3I/ATLAS se formó en regiones particularmente frías de su sistema
planetario natal», señaló Juan Pablo Carvajal.

 CometSpec: una nueva herramienta para la
comunidad astronómica 

Junto con los resultados científicos, el
equipo desarrolló CometSpec, una librería de código abierto en Python para
modelar espectros cometarios y estimar la cantidad de material que estos
cuerpos expulsan a partir de la luz captada por los telescopios. 

«Cuando observamos un cometa medimos
la luz que llega a nuestros detectores, pero lo que realmente queremos saber es
cuánto material está liberando. CometSpec modela esa emisión a partir de las
propiedades de cada especie y, comparándola con el espectro observado, permite
inferir cuántas moléculas están siendo expulsadas», explica Baltasar Luco,
quien destaca que la herramienta entrega esos parámetros de forma sencilla y
reproducible. 

«Al ser de código abierto, CometSpec
no queda limitada a este estudio: esperamos que sea útil tanto para los datos
que obtendremos con los telescopios en Chile como para la comunidad
internacional que estudia cometas», agrega. 

Próximos pasos 

Aunque 3I/ATLAS ya abandonó el Sistema
Solar, el equipo sigue analizando observaciones obtenidas tras el perihelio
para estudiar material recién expuesto y comprender mejor su estructura
interna. Esperan, además, que la metodología y CometSpec sirvan de base para
caracterizar futuros visitantes interestelares, sobre todo con el inicio de
operaciones del Observatorio Vera Rubin.

Cometa 3I/ATLAS observado en distintas longitudes de onda con el VLT. (c) Baltasar Luco, VLT (ESO)

“3I/ATLAS no es solo una historia en sí
misma: también nos enseñó cómo prepararnos para el próximo visitante. Con
iniciativas como el LSST (Legacy Survey of Space and Time) del Observatorio
Vera Rubin esperamos detectar muchos más objetos de este tipo, y el
descubrimiento de un futuro 4I es probablemente sólo cuestión de tiempo”,
concluye Prasanta Kumar Nayak.

 El desafío estaba en separar las emisiones
de oxígeno del cometa de las de la propia atmósfera terrestre, que ocurren
exactamente en las mismas longitudes de onda. 

«Gracias a la alta
resolución de ESPRESSO, combinada con la capacidad de captación del VLT y la
velocidad con que se desplazaba 3I/ATLAS respecto de la Tierra, pudimos aislar
con precisión la señal del cometa», explica Rohan Rahatgaonkar. 

Los datos confirmaron que, cuando el
cometa estaba más lejos del Sol, su actividad estaba dominada por CO₂. Al
aproximarse al perihelio y calentarse, el agua tomó el relevo. Esta evolución
entregó una visión de cómo se comportan los hielos de un objeto formado
alrededor de otra estrella.