Ученые-астрономы получили уникальную возможность отследить изменения в химическом составе межзвездной кометы, обозначенной как 3I/ATLAS, во время ее сближения с Солнцем. По мере приближения к звезде наблюдалось преобладание углекислого газа в газовой среде этого небесного тела, которое впоследствии было заменено на пар воды. Этот прорыв позволит исследователям лучше понять состав малых тел, образовавшихся вокруг других звездных систем, и сравнить их с кометами нашей Солнечной системы.

Объекты из иных звездных систем, называемые межзвездными объектами, представляют собой уникальные «послы» от далеких светил. Они формируются в окрестностях других звезд и впоследствии выбрасываются в межпланетное пространство под воздействием гравитационных сил. На текущий момент подтверждено наличие всего трех таких тел. Первый из них, 1I/Оумуамуа, практически не содержал газовой оболочки, что затруднило определение его химического состава.

Комета 2I/Borisov проявила признаки активной сублимации льдов, однако наблюдение за ее полным движением вокруг Солнца оказалось невозможным. Первым объектом, подвергшимся регулярному и точному изучению со стороны астрономов – как до, так и после достижения точки максимального сближения с Солнцем (перигелия) – стала комета 3I/ATLAS. Naked Science ранее публиковал подробности о трех гостях из межзвездной пустоты. здесь.

Проводя наблюдения за кометой 3I/ATLAS на протяжении двадцати трех ночей с использованием спектрографа ESPRESSO, прикрепленного к Очень большому телескопу (VLT) в Чили, исследователи провели разделение светового потока на составляющие его длины волн. Этот метод позволил выявить состав газообразного окружения кометы, определив присутствующие там атомы и молекулы.

Особое внимание было уделено изучению молекул цианида (CN), а также так называемым » запрещенные линииБлагодаря распаду атомарного кислорода удается обнаружить эти вещества. Так как углекислый газ и водяной пар трудно различимы в видимом спектре с поверхности нашей планеты, ученые использовали непрятой метод анализа. Определяя пропорции линий кислорода, образующихся при разложении этих соединений под воздействием солнечной радиации, исследователи смогли вычислить колебания концентраций CO₂ и H₂O в комете 3I/ATLAS.

Анализ показал, что на значительном удалении от Солнца газовая среда кометы характеризовалась высоким содержанием углекислого газа. По мере сближения к звезде наблюдался постепенный перенос акцента в сторону водяного льда. Этот процесс вполне соответствует принципам сублимации: для испарения углекислоты требуются более низкие температуры, чем для таяния водяного льда. Соответственно, на больших расстояниях основным источником газа выступает CO₂, а при приближении к Солнцу – вода.

После прохождения точки наибольшего сближения с Солнцем были получены дополнительные данные: водный пар продолжал выделяться даже по мере удаления кометы от светила. Это явление можно объяснить тепловой инерцией ядра кометы, поскольку солнечное излучение постепенно прогревало его внутренние слои, где находятся залежи льда, что вызывало их последующее испарение.

В дополнение к этому, при анализе спектральных данных было зафиксировано излучение, исходящее от атомов железа и никеля, а также обнаружены молекулярные образования CH и C₂. После достижения кометной орбиты ближайшей точки к Солнцу эти соединения стали более выраженными, что, вероятно, указывает на нагрев новых слоев вещества из ядра.

Интенсивность формирования молекул CN оказалась примерно сопоставимой с показателями других комет Солнечной системы. Тем не менее, отдельные замеры демонстрировали заметные различия. Возможными причинами являются локальные выбросы вещества из ядра, его вращение или изменения в интенсивности солнечного ультрафиолетового излучения. Подтвердить эти предположения смогут только более длительные наблюдения.

Авторы научной работы, опубликованнойВ докладе, опубликованном в архиве научных публикаций Корнеллского университета, авторы сделали вывод о том, что комета 3I/ATLAS, несмотря на свое внесолнечное происхождение, демонстрирует поведение, характерное для комет нашей Солнечной системы. Это указывает на то, что образование ледяных тел в других планетных системах Галактики может быть более распространенным явлением, чем предполагалось ранее.