Достигнув 30 октября 2025 года перигелия — самой близкой к Солнцу точки на своей орбите, — 3I/ATLAS продемонстрировала резкий всплеск активности, выпустив мощные выбросы воды, монооксида углерода (СО), углекислого газа (СО₂) и органических молекул, что фактически привело к её превращению в комету. Благодаря наблюдениям, выполненным с космической обсерватории SPHEREx, удалось впервые зафиксировать процесс полного испарения вещества, прилетевшего из другой звездной системы, и выявить его первоначальный химический состав.
В Солнечную систему межзвездные объекты залетают крайне редко. На данный момент достоверно зафиксировано лишь «вторжение» трех тел такого рода: астероида Оумуамуа (2017), кометы Борисова (2I/Borisov, 2019) и 3I/ATLAS (2025). Эти космические объекты, возникшие вокруг других звезд, содержат сведения о химическом составе и происходящих процессах в протопланетных дисках других звездных систем.
Первое обнаружение межзвездной кометы 3I/ATLAS произошло в августе 2025 года, и было оно осуществлено сетью телескопов ATLAS. Дальнейшие исследования проводились с использованием SPHEREx. Наблюдения, сделанные до достижения кометы перигелия, показали умеренную активность, характеризующуюся преобладанием выбросов углекислого газа. Спектр отражения свидетельствовал о наличии льда на поверхности пылевых частиц, что Naked Science рассказывал ранее.
Наблюдения проводились с 8 по 15 декабря 2025 года, после того как объект достиг перигелия 30 октября, находясь на расстоянии 1,35 астрономической единицы от Солнца. Исследовательская группа под руководством Кэри Лисса из Университета Джонса Хопкинса (США) изучила данные, полученные в ходе 104 наведений SPHEREx, в диапазоне длин волн от 0,75 до 5 микрометров, регистрируя излучение в 102 специализированных каналах. Благодаря такому методу стало возможным определить суммарный поток излучения и разделить его по длинам волн, что позволило обнаружить характерные признаки различных молекул.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале RNAAS, наблюдения показали, что межзвездный объект демонстрирует повышенную активность: интенсивность потока водяного пара возросла примерно в 40 раз по сравнению с августовскими значениями, что свидетельствует о полном испарении водяного льда – переходе вещества из твердого состояния в газообразное. Поток СО увеличился почти в 80 раз, также были зарегистрированы линии радикала CN и наличие органических соединений, таких как метанол, формальдегид, метан или этан. Таким образом, соотношение СО, СО₂ и H₂O теперь соответствует показателям, характерным для долгопериодических комет Солнечной системы.
Заметными оказались изменения в составе пыли. Если в августе ее спектральные характеристики напоминали ледяные поверхности тел пояса Койпера, то в декабре они приобрели более «голубой» оттенок – это указывает на преобладание мелкой пыли с примесью аморфного углерода и утративших ледяную оболочку силикатов (в частности, оливина).
Согласно моделированию теплового излучения, температура пылевых зерен могла достигать около минус трех градусов Цельсия, что было достаточно для быстрого испарения льда в вакууме межпланетной среды.
Анализ структуры комы выявил интересные особенности: органические вещества и пылевая кома сформировали структуру, напоминающую грушу, с направлением к Солнцу, а облака, состоящие из монооксида углерода и диоксида углерода, практически симметрично расположились вокруг ядра. Это указывает на то, что определенная доля газов, вероятно, высвобождается непосредственно с поверхности ядра, в то время как органика и CN могут быть связаны с нагревом и разрушением крупных пылевых частиц.
Авторы статьи считают, что причиной столь значительных изменений третьего межзвездного объекта, скорее всего, послужила тепловая волна, возникшая при сближении с Солнцем. Она проникла на глубину около 10 метров, что превышает слой, подверженный воздействию космических лучей на протяжении миллиардов лет. Согласно этой гипотезе, произошло испарение вещества, которое сохранилось с момента образования объекта у другой звезды.
Согласно альтернативной гипотезе, различные формы льда, характеризующиеся разным составом – повышенным содержанием углекислого газа, воды или органических соединений – сублимировались при разных температурах. Выделение воды и углекислого газа началось лишь после продолжительного нагрева.
Исследователи смогли не только зафиксировать изменения, которые происходили с межзвездным объектом в процессе его эволюции – от относительно слабого до полноценной кометы, — но и провели сравнение химического состава вещества, прилетевшего из другой планетной системы, с составом комет, населяющих Солнечную систему, и подтвердили общие закономерности, определяющие формирование небольших ледяных тел.
В ближайшие месяцы астрономы представят более подробный анализ полученных данных. Новый цикл наблюдений SPHEREx намечен на апрель 2026 года.