Космический телескоп Джеймс Уэбб провел первые наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне межзвездного объекта, кометы 3I/ATLAS. Полученные данные позволили ученым подробно проанализировать ее химический состав и впервые выявить метан у объекта, прилетевшего из другой звездной системы.
Наблюдения осуществлялись при помощи инструмента MIRI (Mid-Infrared Instrument) в два отдельных периода, последовавших за прохождением кометы вблизи Солнца. Первая сессия состоялась в ночь с 15 на 16 декабря 2025 года, когда 3I/ATLAS находилась примерно в 329 миллионов километров от Солнца. Вторая сессия прошла 27 декабря, когда комета отдалилась на расстояние около 379 миллионов километров от нашей звезды. Благодаря анализу инфракрасного излучения, исходящего от газов, окружающих ядро, исследовательская группа получила наиболее детальное химическое исследование, проводившееся когда-либо для межзвездных объектов.
К числу ключевых достижений относится обнаружение метана – вещества, которое ранее не фиксировалось при изучении этой кометы и не было выявлено у других известных межзвездных объектов. Новые данные указывают на то, что лед, содержащий метан, был расположен под слоем вещества и подвергся нагреву солнечным излучением лишь после достижения перигелия. Телескоп «Уэбб» также подтвердил, что комета 3I/ATLAS отличается повышенным содержанием углекислого газа по сравнению с содержанием воды – это необычная черта для комет Солнечной системы. Полученные измерения позволяют предположить, что 3I/ATLAS образовалась в совершенно другой среде, отличной от той, что породила большинство комет в нашей Солнечной системе.
Наблюдения, проведенные Уэббом, продемонстрировали изменения в активности кометы 3I/ATLAS после ее сближения с Солнцем. В период между двумя сеансами наблюдений, разделенными примерно двумя неделями, астрономы отметили сокращение объема газа, выбрасываемого кометой. Наиболее существенное уменьшение наблюдалось у водяного пара, который интенсивно испаряется, когда ледяное ядро отдаляется от Солнца и получает меньше энергии. Метан и углекислый газ, в свою очередь, продолжают сублимировать даже при более низких температурах. Эта особенность помогает ученым реконструировать внутреннее строение кометы и определить распределение различных льдов внутри нее.
Наблюдение метана только после прохождения перигелия говорит о том, что его часть была заключена под слоями ядра. Высокая концентрация метана в сочетании с аномально большим количеством углекислого газа выделяет комету 3I/ATLAS среди большинства других комет, исследованных в Солнечной системе. Несмотря на наличие отдельных случаев с похожими признаками, ни один из них не является точной копией. Ученые полагают, что такой химический состав может свидетельствовать об условиях, существовавших в протопланетном диске звезды, вокруг которой комета образовалась миллиарды лет назад.
По этой причине межзвездные объекты представляют огромную ценность: они содержат сведения о далеких планетных системах, недоступные никакими другими методами. Телескоп Джеймс Уэбб, благодаря своим исследованиям в среднем инфракрасном диапазоне, продемонстрировал свою способность к детальному изучению этих редких гостей, что предоставляет новые перспективы для сопоставления химического состава комет Солнечной системы с объектами, возникшими вокруг других звезд.
Исследование в журнале The Astrophysical Journal Letters.