Non capita spesso di poter analizzare, anche solo a distanza, la materia nata attorno a un’altra stella. 3I/ATLAS, la terza cometa interstellare mai osservata, ci ha offerto proprio questa occasione. E ora il telescopio spaziale James Webb ha letto nel suo ghiaccio un indizio sorprendente: il metano che la cometa libera nello spazio è eccezionalmente ricco di deuterio, la forma “pesante” dell’idrogeno. Più di quanto sia mai stato misurato per questa molecola in qualunque corpo del Sistema solare.
Lo studio, guidato da Nathan Roth (American University e NASA Goddard Space Flight Center) e pubblicato su Nature Astronomy, suggerisce che gli ingredienti della cometa si siano formati in un ambiente freddissimo, a pochi gradi sopra lo zero assoluto, attorno a una stella lontana o nella nube di gas da cui quella stella è nata. È come se 3I/ATLAS fosse una capsula del tempo chimica, rimasta sigillata per un’eternità prima di attraversare il nostro vicinato cosmico.
Un visitatore venuto da lontano
3I/ATLAS è stata scoperta il 1° luglio 2025 dal sistema di sorveglianza ATLAS, finanziato dalla NASA, che scandaglia il cielo alla ricerca di asteroidi potenzialmente pericolosi. Bastò poco per capire che non era un oggetto come gli altri: la sua orbita iperbolica e la sua velocità indicavano che non era legata gravitazionalmente al Sole. Dopo 1I/ʻOumuamua nel 2017 e 2I/Borisov nel 2019, era il terzo visitatore interstellare confermato, e il primo studiato a fondo con uno strumento potente come Webb.
Gli astronomi ne hanno approfittato. Già nei mesi scorsi un altro gruppo, guidato da Martin Cordiner, aveva trovato con Webb un’abbondanza molto elevata di deuterio nell’acqua della cometa, ipotizzando che 3I/ATLAS possa essersi formata miliardi di anni fa in un sistema planetario molto freddo. Il nuovo lavoro aggiunge un tassello diverso: per la prima volta l’attenzione si sposta sul metano.
Perché l’idrogeno pesante è un termometro cosmico
Il deuterio è un isotopo dell’idrogeno: oltre al protone, il suo nucleo contiene un neutrone. Chimicamente si comporta quasi come l’idrogeno comune e può prenderne il posto in molte molecole. Nel metano, formato da un atomo di carbonio legato a quattro atomi di idrogeno, uno di questi può essere sostituito da un deuterio: nasce così una molecola leggermente diversa, il CH3D, che emette luce infrarossa a lunghezze d’onda distinguibili.
La proporzione tra deuterio e idrogeno, il cosiddetto rapporto D/H, non è casuale. Nei gas molto freddi, attorno ai 10 kelvin, alcune reazioni chimiche favoriscono l’ingresso del deuterio nelle molecole, mentre i processi che lo rimuoverebbero diventano poco efficaci. Più l’ambiente è gelido, più il ghiaccio che si accumula sui granelli di polvere tende ad arricchirsi di idrogeno pesante. Misurare il D/H di una cometa significa dunque leggere una sorta di termometro fossile delle condizioni in cui sono nati i suoi ghiacci.
Un segnale debole nascosto tra luci più forti
Webb ha osservato la cometa il 22 e 23 dicembre 2025, quando si trovava a circa 2,4 volte la distanza Terra-Sole e si stava allontanando dopo il passaggio al perielio. Lo spettrografo NIRSpec ha raccolto la luce infrarossa della chioma, la nube di gas che circonda il nucleo ghiacciato. La sfida era notevole: la firma del metano deuterato è molto più debole di quella del metano normale e si mescola alle emissioni di altre molecole, come metanolo, formaldeide ed etano.
I ricercatori hanno prima modellato e sottratto il contributo di questi gas, poi hanno cercato la traccia del CH3D negli spazi tra le righe, ben più brillanti, del metano comune. Il risultato è un rapporto D/H di poco superiore al 3%: circa 13 volte quello misurato nella cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, l’unica altra cometa in cui il metano deuterato era stato rilevato, e solo grazie alla sonda Rosetta dell’ESA che le orbitava attorno. Nel caso di 3I/ATLAS, invece, la misura è arrivata da centinaia di milioni di chilometri di distanza.
Che cosa ci racconta sul luogo di nascita
C’è anche un indizio sui tempi. Il rapporto D/H del metano risulta circa tre volte più alto di quello già misurato nell’acqua della stessa cometa. Una spiegazione proposta dagli autori è che il metano si sia formato più tardi dell’acqua, quando la chimica del gas freddo aveva avuto più tempo per concentrare il deuterio.
Il quadro complessivo è coerente con l’idea che 3I/ATLAS sia nata in una nube fredda o nei dintorni di una stella in formazione, in un ambiente povero di elementi pesanti e intensamente bombardato dai raggi cosmici: particelle energetiche che innescano proprio le reazioni capaci di arricchire le molecole di deuterio. Un ambiente, insomma, piuttosto diverso da quello in cui si è formato il nostro Sistema solare circa 4,6 miliardi di anni fa.
Una sfida per i modelli
Gli autori restano prudenti: il risultato descrive una storia plausibile, ma non identifica con certezza la culla della cometa. Mancano misure dirette del D/H del metano nelle regioni di formazione stellare con cui fare un confronto, e i pochi modelli chimici che forniscono stime per questa molecola restano al di sotto del valore osservato.
Proprio qui sta il valore della scoperta. Nelle regioni in cui nascono le stelle, la chimica dei ghiacci è spesso nascosta da spessi strati di polvere; 3I/ATLAS ha portato un campione di quel materiale fino a portata dei nostri telescopi. Qualunque teoria voglia spiegare come si formano i ghiacci attorno alle giovani stelle dovrà ora fare i conti con questa cometa e con il suo metano insolitamente “pesante”. E con nuovi strumenti come l’Osservatorio Vera C. Rubin, che promette di scoprire molti altri visitatori interstellari, presto potremmo avere altri campioni da confrontare.
Stefano Camilloni
Riferimento scientifico: Nathan X. Roth et al., An enriched methane D/H ratio in the interstellar object 3I/ATLAS, Nature Astronomy (2026).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-026-03002-5
Fonte: Phys.org; preprint dello studio: arXiv:2603.20445; contesto: NASA Science
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