Менее чем год назад астрономы зафиксировали комету, быстро пересекающую небосвод, и она оказалась не родом из нашей Солнечной системы. Несмотря на то, что точное место происхождения межзвёздного объекта под названием 3I/ATLAS остаётся неизвестным, недавнее исследование, проведённое специалистами из Мичиганского университета, предоставило ценные данные о его истоках. Вне зависимости от того, где находится это место, там царили значительно более низкие температуры, чем в среде, где сформировалась наша Солнечная система.
Новое открытие стало результатом анализа, показавшего, что комета 3I/ATLAS содержит аномально большое количество воды с дейтерием. Работа, опубликованная в журнале Nature Astronomy, была осуществлена при финансовой поддержке NASA, Национального научного фонда США и Чилийского национального агентства по исследованиям и разработкам. Луис Салазар Мансано, аспирант факультета астрономии Мичиганского университета и ведущий автор исследования, подчеркнул, что полученные данные свидетельствуют о существенных различиях в условиях, которые способствовали формированию нашей Солнечной системы, и в тех процессах, которые определяют эволюцию планетных систем в других регионах нашей галактики.
Вода формируется из двух атомов водорода и одного атома кислорода, что выражается формулой H2O. При этом в обычных молекулах воды атомы водорода содержат в своем ядре всего один протон. В воде кометы 3I/ATLAS, однако, значительная часть молекул содержит дейтерий – изотоп водорода, в состав которого входит протон и нейтрон. Эти более тяжелые формы воды встречаются и на Земле, но в значительно меньших концентрациях, чем зафиксировано в комете. По словам Салазара Мансано, доля дейтерия по отношению к обычному водороду в этой воде превышает все ранее известные значения в других планетных системах и кометах. В частности, это соотношение оказалось в 30 раз выше, чем у любой кометы в нашей Солнечной системе, и в 40 раз больше, чем концентрация, обнаруженная в воде земных океанов.
Анализ этих соотношений предоставляет ученым информацию об условиях, существовавших на момент образования этих небесных тел. Это позволяет провести сравнение места формирования кометы 3I/ATLAS с состоянием нашей Солнечной системы в период формирования планет и комет. Тереза Панек-Карреньо, соавтор исследования и доцент кафедры астрономии Мичиганского университета, отметила, что полученные данные указывают на то, что комета 3I/ATLAS прибыла из области с более низкой температурой и меньшим уровнем радиации. Она подчеркнула, что это подтверждает, что условия, приведшие к формированию нашей Солнечной системы, не являются универсальными в космосе, и хотя это может показаться само собой разумеющимся, подобные утверждения требуют доказательной базы.
Учёные подчеркивают, что для реализации столь уникального исследования потребовалось сочетание множества обстоятельств. Первым этапом стало обнаружение кометы 3I/ATLAS астрономами на достаточно ранней стадии, что предоставило возможность для последующих наблюдений. Благодаря своевременному открытию Салазар Мансано и его соавторы получили доступ к обсерватории MDM в Аризоне, где были получены одни из первых свидетельств выброса газа из кометы. После этого Салазар Мансано обратился к Панек-Карреньо, которая имела опыт работы с комплексом телескопов ALMA в Чили, что позволило продолжить наблюдения и определить химический состав кометы. ALMA обладает необходимой чувствительностью для выявления незначительных различий между дейтерированной и обычной водой, и исследовательской группе удалось установить соотношение между ними. Данное исследование стало первым случаем, когда специалисты провели подобный анализ межзвёздного объекта.
Салазар Мансано подчеркнул, что возможность работать в Мичиганском университете и доступ к научным центрам сыграли решающую роль в реализации этого исследования. Он также отметил высокую квалификацию и разносторонний опыт членов их команды, благодаря чему каждый участник вносил свой вклад в анализ и интерпретацию полученных результатов. Данная работа демонстрирует перспективы подобной характеризации других межзвёздных объектов в будущем, что позволит углубить знания о процессах, протекающих в планетных системах за пределами нашей. Хотя 3I/ATLAS является лишь третьим межзвёздным объектом, зафиксированным астрономами на сегодняшний день, Панек-Карреньо считает, что их количество, скорее всего, увеличится с подключением к поиску новых обсерваторий. Она также обратила внимание на необходимость защиты ночного неба, поддержания его чистоты и темноты, чтобы обеспечить возможность обнаружения этих слабых и малозаметных объектов.
Исследование в журнале Nature Astronomy.