Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил неожиданные химические особенности межзвёздной кометы 3I/ATLAS
Новые наблюдения, выполненные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, позволили учёным получить неожиданные сведения о межзвёздном объекте 3I/ATLAS. Исследователи проанализировали химический состав кометы во время ее выхода из Солнечной системы и обнаружили признаки, указывающие на крайне древнее происхождение этого космического гостя.
После прохождения вблизи Солнца в конце прошлого года поверхность 3I/ATLAS значительно нагрелась. Под действием тепла часть ледяного вещества начала испаряться, образовав вокруг ядра обширную газопылевую оболочку — кому. Именно это сделало объект более заметным и создало благоприятные условия для спектроскопических наблюдений, позволяющих определить химический состав вещества.
Согласно результатам нового исследования, данные, полученные телескопом Уэбба, выявили необычные соотношения углерода и дейтерия, которые заметно отличаются от показателей, характерных для комет Солнечной системы. По словам представителей NASA, эти результаты оказались неожиданными даже для самих исследователей.
Наблюдения предоставили учёным редкую возможность изучить один из древнейших известных межзвёздных объектов. Руководитель исследования Мартин Кординер, астрохимик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, отметил, что комета представляет собой уникальный образец вещества из далёкой области Галактики и, вероятно, сформировалась ещё до появления Солнца и самой Солнечной системы.
По словам учёного, полученные данные позволяют напрямую заглянуть в эпоху и область космоса, где возник объект, а также помогают лучше понять, насколько необычной может быть наша собственная планетная система по сравнению с другими звёздными системами.
Для проведения наблюдений исследовательской группе пришлось получить доступ к одному из самых востребованных научных инструментов современности. График работы телескопа был скорректирован, чтобы направить его на 3I/ATLAS в момент, когда объект покидал пределы Солнечной системы.
Основным инструментом исследования стал спектрограф ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec. Именно он позволил определить химический состав вещества, выбрасываемого кометой в окружающее пространство.
Одним из самых необычных результатов стало обнаружение чрезвычайно высокого содержания дейтерия — тяжёлого изотопа водорода. Его концентрация оказалась почти в 30 раз выше, чем обычно наблюдается у комет, принадлежащих Солнечной системе.
Учёные предполагают, что столь высокий уровень дейтерия может свидетельствовать о том, что на ранних этапах своей истории объект подвергался интенсивному воздействию космического излучения. В результате в его льдах накопилось большое количество так называемой тяжёлой воды. Поскольку комета затем на протяжении миллиардов лет находилась вдали от звёзд, условия для преобразования этой тяжёлой воды в обычную воду практически отсутствовали.
Не менее интересными оказались результаты анализа углерода. Наблюдения показали относительно низкое содержание углерода-13 по сравнению с более распространённым углеродом-12. Поскольку накопление углерода-13 происходит по мере эволюции звёздных систем, исследователи рассматривают этот факт как дополнительное свидетельство чрезвычайно древнего возраста объекта.
По оценкам авторов работы, возраст 3I/ATLAS может достигать примерно 12 миллиардов лет. Если эта оценка верна, комета сформировалась во времена так называемого «космического полудня» — периода в истории Вселенной, когда темпы звездообразования достигали максимальных значений.
Дополнительное подтверждение этим выводам предоставили наблюдения, выполненные с использованием Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории. Они позволили уточнить данные о содержании углерода, а также обнаружить азот в составе цианида, присутствующего в веществе кометы.
Соавтор исследования Стефани Милам из Центра космических полетов имени Годдарда отметила, что обнаружение редких изотопов представляет огромный научный интерес. Однако ещё важнее возможность изучить процессы предбиотической химии, которые могли происходить в различных регионах нашей Галактики.
По мнению исследователей, результаты наблюдений 3I/ATLAS позволяют не только лучше понять происхождение редких межзвёздных объектов, но и приблизиться к ответу на один из важнейших вопросов современной науки — насколько распространены во Вселенной условия, способные привести к возникновению жизни.
Сегодня человечеству известен лишь один пример мира, где химические процессы привели к появлению живых организмов — Земля. Поэтому изучение межзвёздных объектов, прибывающих из других частей Галактики, может помочь выяснить, насколько уникальна наша планета и насколько часто необходимые для жизни химические ингредиенты встречаются в космосе.
Исследование в журнале Nature.