Міжзоряна комета 3I/ATLAS виявилася ще дивнішою, ніж здавалося спочатку. Новий аналіз її хімічного складу свідчить, що вона може містити речовину віком до 10 мільярдів років, сформовану задовго до появи нашого Сонця. Про це повідомляє команда дослідників у журналі Nature Astronomy, на який посилається ScienceAlert.
Такі вигнанці з інших планетних систем, як 3I/ATLAS, поводяться як космічні «капсули часу». Їх викидають із рідних зоряних систем якимось катастрофічним процесом, після чого вони можуть мільярди років дрейфувати між зорями. Якщо траєкторія випадково приводить їх до іншої зорі, наприклад до Сонця, ми отримуємо рідкісну можливість вивчити фрагмент чужої планетної системи.
Як спостерігали за 3I/ATLAS
Комету 3I/ATLAS відкрили 1 липня 2025 року. Наприкінці того ж року її спостерігали за допомогою інфрачервоних інструментів космічного телескопа Джеймса Вебба, коли вона перебувала приблизно в 2,5 раза далі від Сонця, ніж Земля, пролітаючи через пояс астероїдів між Марсом і Юпітером.
На такій відстані комета вже активно «оживає»: сонячне випромінювання нагріває її поверхню, і леткі льоди починають сублімувати, утворюючи розріджену атмосферу — кому. Дослідники порівнюють це з тим, ніби комета «чхає», коли бачить Сонце: лід перетворюється на газ і виносить у простір молекули, за якими можна судити про її склад.
Команда зосередилася на співвідношенні дейтерію до водню (D/H) у молекулах метану. Дейтерій — це важчий ізотоп водню, і його вміст дуже чутливий до умов, у яких формувалися льоди. Вимірюючи, скільки «важкого» метану з дейтерієм зберегла комета з моменту утворення її крижаних пилових зерен, можна відтворити історію її народження.
Рекордний вміст дейтерію
Виявилося, що 3I/ATLAS містить набагато більше дейтерію в метані, ніж будь-яке відоме тіло в нашій Сонячній системі. За цим показником вона перевершує навіть комету 67P/Чурюмова–Герасименка у 13 разів. 67P досі була єдиною кометою, для якої вдалося отримати надійні дані про D/H у метані завдяки безпосереднім вимірюванням апарата «Розетта».
Автори роботи пишуть, що підвищене співвідношення D/H у метані 3I/ATLAS узгоджується з гіпотезою про формування її льодів у дуже холодному середовищі з низьким вмістом важких елементів і високим рівнем космічного опромінення. Такі умови можуть існувати або в міжзоряному просторі, або в ранніх, ще непрозорих для світла областях формування зірок.
Давня «колиска» комети
Одним із можливих місць народження 3I/ATLAS є протопланетний диск — плаский диск із газу та пилу навколо дуже молодої або ще тільки формованої зорі. Такі диски часто настільки щільні й непрозорі, що безпосередньо спостерігати хімічні процеси в їхніх холодних глибинах майже неможливо, тому астрономи зазвичай покладаються на моделювання.
Саме тому 3I/ATLAS така цінна: це, ймовірно, незайманий уламок із прихованих надр давнього зоряного «розплідника», можливо, навколо однієї з найстаріших зір Чумацького Шляху, який гравітація буквально доставила до нас.
Аналіз молекулярного випромінювання комети — по суті, того, що вона «втрачає» в міру наближення до Сонця, — дозволив дослідникам дослідити кілька ключових загадок. Ізотопні співвідношення вказують, що речовина 3I/ATLAS могла зазнати інтенсивного космічного опромінення і сформуватися в так званому презоряному ядрі — дуже щільній, надзвичайно холодній ділянці газу на найраніших етапах утворення зір.
У таких ядрах температура може опускатися до близько -263 °C. За цих умов гази примерзають до пилових зерен, і дейтерій, як важчий за звичайний водень, вбудовується в молекули ефективніше. Це й створює характерні високі значення D/H у сполуках на кшталт метану.
Слід давнього Всесвіту
Ще одна підказка щодо віку 3I/ATLAS — низький вміст ізотопу вуглецю-13. Це натякає, що комета сформувалася в дуже ранньому Всесвіті, коли простір ще не був збагачений важчими елементами, які утворюються в надрах зір і розкидаються по космосу під час вибухів наднових.
У сукупності ці дані вказують на приголомшливі часові масштаби. 3I/ATLAS могла сформуватися понад 7 мільярдів років до запалення нашого Сонця й мандрувати між зорями задовго до появи Сонячної системи. Вона може бути старшою за значну частину атомів, з яких складаються наше Сонце й планети, адже ці атоми виникли в поколіннях масивних зір, що давно вибухнули й залишили по собі лише залишки.
Дослідження 3I/ATLAS показує, як поодинокий міжзоряний мандрівник здатен розповісти про умови в найдавніших зоряних «колисках» і про хімічну еволюцію нашої Галактики задовго до появи Сонячної системи.