Содержание воды в межзвёздной комете 3I/ATLAS указало на необычайно холодные условия её рождения
Менее года назад астрономы обнаружили комету, стремительно движущуюся по нашему небу, которая не принадлежала нашей Солнечной системе. Хотя до сих пор неизвестно, откуда именно прилетел этот межзвёздный объект под названием 3I/ATLAS, новое исследование под руководством Мичиганского университета позволило получить важные сведения о его родине. Где бы она ни находилась, условия там были гораздо более холодными, чем окружающая среда, в которой сформировалась наша Солнечная система.
Это новое открытие основано на наблюдении, что комета 3I/ATLAS необычайно богата специфическим типом воды, содержащей дейтерий. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, стало возможно благодаря федеральной поддержке NASA, Национального научного фонда США и Чилийского национального агентства по исследованиям и разработкам. Ведущий автор исследования Луис Салазар Мансано, аспирант факультета астрономии Мичиганского университета, отметил, что новые наблюдения показывают: условия, которые привели к формированию нашей Солнечной системы, сильно отличаются от того, как эволюционируют планетные системы в разных частях нашей галактики.
Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, поэтому её формула — H2O. Однако в типичных молекулах воды атомы водорода имеют в своем ядре только один протон. В воде кометы, напротив, высокая доля молекул содержит дейтерий — форму водорода, у которой к стандартному протону добавляется еще и нейтрон. Эти более тяжелые формы воды существуют и на Земле, но в гораздо меньших количествах, чем наблюдалось в 3I/ATLAS. По словам Салазара Мансано, количество дейтерия по отношению к обычному водороду в этой воде выше, чем всё, что когда-либо наблюдалось в других планетных системах и планетарных кометах. Фактически, это соотношение оказалось в 30 раз выше, чем у любой кометы в нашей Солнечной системе, и в 40 раз выше значения, найденного в воде земных океанов.
Эти соотношения говорят исследователям об условиях, присутствовавших во время формирования этих небесных объектов, позволяя сравнить место рождения кометы 3I/ATLAS с нашей Солнечной системой в ту эпоху, когда формировались планеты и кометы. Соавтор исследования и доцент кафедры астрономии Мичиганского университета Тереза Панек-Карреньо пояснила, что этот результат означает: комета 3I/ATLAS прибыла из места с более низкой температурой и более низким уровнем радиации. Она подчеркнула, что это доказательство того, что условия, приведшие к созданию нашей Солнечной системы, не являются повсеместными в космосе, и хотя это может звучать очевидно, подобные утверждения необходимо доказывать.
Команда исследователей отмечает, что для осуществления такого беспрецедентного исследования должно было совпасть множество факторов. Всё началось с того, что астрономы обнаружили комету 3I/ATLAS достаточно рано, что позволило провести последующие наблюдения. После своевременного открытия Салазар Мансано и его коллеги получили время для работы в обсерватории MDM в Аризоне, где они увидели одни из самых ранних свидетельств выброса газа из кометы. Именно тогда Салазар Мансано связался с Панек-Карреньо, которая обладала опытом работы с комплексом телескопов ALMA в Чили, что позволило провести дальнейшие наблюдения и охарактеризовать химические свойства кометы. ALMA обладает достаточной чувствительностью, чтобы обнаружить тонкую разницу между дейтерированной и обычной водой, и команда смогла определить соотношение между ними. Это исследование представляет собой первый случай, когда учёные смогли провести подобный анализ для межзвёздного объекта.
По словам Салазара Мансано, именно нахождение в Мичиганском университете и доступ к этим научным центрам стали ключом к выполнению этой работы. Он также отметил, что их команда была очень талантливой и опытной в разных областях, и все участники дополняли друг друга, что позволило проанализировать и интерпретировать полученные данные. Эта работа также показывает, что в будущем станет возможным подобным образом характеризовать другие межзвёздные объекты, чтобы узнать больше о процессах, происходящих в планетных системах за пределами нашей. Хотя 3I/ATLAS — лишь третий межзвёздный объект, обнаруженный астрономами на сегодняшний день, Панек-Карреньо полагает, что их число, вероятно, возрастёт по мере того, как к поискам подключатся новые обсерватории. При этом она предупредила, что необходимо заботиться о нашем ночном небе, сохраняя его чистым и тёмным, чтобы мы могли обнаруживать эти крошечные и слабые объекты.
Исследование в журнале Nature Astronomy.