การศึกษาเผยว่าดาวหางระหว่างดวงดาว 3I/ATLAS ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมน้ำแข็งที่ห่างไกลจากระบบสุริยะ

ดาวหางระหว่างดวงดาว 3I/ATLAS มีร่องรอยของสถานที่ที่เย็นกว่าสภาพแวดล้อมที่ร่างกายในระบบสุริยะของเราก่อตัวมาก นักวิทยาศาสตร์ใช้อาร์เรย์มิลลิเมตร/ซับมิลลิเมตรขนาดใหญ่ของอะตาคามา หรือที่รู้จักในชื่อ ALMA เพื่อทำการตรวจวัดน้ำดิวเทอเรตในวัตถุจากนอกระบบสุริยะเป็นครั้งแรก ผลลัพธ์ชี้ให้เห็นถึงเงื่อนไขการฝึกที่แตกต่างกัน

การค้นพบนี้ได้รับการประกาศในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันพฤหัสบดีนี้ ทีมงานที่นำโดย Luis E. Salazar Manzano จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนวิเคราะห์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากดาวหางเมื่อมันเคลื่อนผ่านเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ อัลมาสามารถบันทึกความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างน้ำธรรมดากับน้ำกึ่งหนักได้ โดยไฮโดรเจนหนึ่งตัวจะถูกแทนที่ด้วยดิวทีเรียม

การตรวจวัดน้ำดิวเทอเรตที่ไม่เคยมีมาก่อน

ALMA ชี้เสาอากาศ 66 อันของมันไปที่ 3I/ATLAS ในช่วงเวลาที่วัตถุเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ นักวิจัยจับสัญญาณจากโมเลกุล HDO ซึ่งเป็นน้ำกึ่งหนัก

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าดาวหางมีน้ำดิวทีเรียประมาณ 30 เท่าเมื่อเทียบกับน้ำธรรมดามากกว่าดาวหางที่เกิดจากระบบสุริยะ เมื่อเทียบกับมหาสมุทรของโลก สัดส่วนยังมากกว่าประมาณ 40 เท่า

ความแตกต่างนี้ไม่น้อย กระบวนการทางเคมีที่เสริมดิวเทอเรียมในน้ำทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิต่ำมาก ซึ่งต่ำกว่า 30 เคลวิน สภาพแวดล้อมดั้งเดิมของ 3I/ATLAS จะต้องเย็นและประมวลผลด้วยความร้อนน้อยกว่า

• ดาวหางถูกค้นพบเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2568 โดยกล้องโทรทรรศน์ ATLAS ในชิลี
• มันเป็นวัตถุระหว่างดวงดาวดวงที่ 3 ที่ได้รับการยืนยันว่าจะมาเยือนระบบสุริยะ
• วิถีโคจรไฮเปอร์โบลิกยืนยันว่ามันไม่ได้เชื่อมโยงกับแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์
• 3I/ATLAS ผ่านดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2568 และขณะนี้กำลังมุ่งหน้าออกนอกระบบสุริยะ

https://twitter.com/almaobs/status/2047308325352559059?ref_src=twsrc%5Etfw

เปรียบเทียบกับดาวหางในท้องถิ่น

ดาวหางในระบบสุริยะก่อตัวเมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อน ในเวลาเดียวกันกับดาวเคราะห์ พวกมันทำหน้าที่เป็นแคปซูลเวลาขององค์ประกอบทางเคมีของเนบิวลายุคแรกนั้น น้ำในนั้นบันทึกสภาพของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์อายุน้อย

ใน 3I/ATLAS บันทึกจะแตกต่างออกไป สัดส่วนของดิวทีเรียมที่สูงบ่งชี้ว่าน้ำก่อตัวในบริเวณทางช้างเผือกซึ่งมีอุณหภูมิและการแผ่รังสีต่างกัน วัสดุส่วนใหญ่ยังคงสภาพสมบูรณ์ในระหว่างการเดินทางระหว่างดวงดาวอันยาวนาน

Teresa Paneque-Carreño ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยมิชิแกน เน้นว่าดาวหางระหว่างดวงดาวแต่ละดวงมีข้อมูลเกี่ยวกับสถานที่กำเนิดของมัน เครื่องมืออย่าง ALMA ช่วยให้เราสามารถเปรียบเทียบเงื่อนไขเหล่านี้กับเงื่อนไขในระบบสุริยะของเราได้

นักดาราศาสตร์สำรวจดาวหางในย่านความถี่เฉพาะของสเปกตรัมวิทยุ เสาอากาศของ ALMA ซึ่งตั้งอยู่ในทะเลทรายอาตากามา ในประเทศชิลี เอาชนะข้อจำกัดของกล้องโทรทรรศน์เชิงแสง ซึ่งไม่สามารถเล็งเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ได้เนื่องจากมีแสงสะท้อน

สัดส่วนเผยให้เห็นถึงที่มาอย่างไร

ดิวเทอเรียมและไฮโดรเจนที่มีอยู่มากมายในจักรวาลมีมาตั้งแต่สมัยบิ๊กแบง หลังจากนั้น กระบวนการเฉพาะที่ในเมฆโมเลกุลเย็นจะเปลี่ยนอัตราส่วน D/H ในน้ำ

ในกรณีของ 3I/ATLAS ค่าที่สูงบ่งบอกถึงการก่อตัวในระบบดาวเคราะห์ที่วิวัฒนาการแตกต่างจากของเรา สภาพอากาศเย็นลงและวัสดุได้รับการประมวลผลด้วยความร้อนน้อยลง

นี่เป็นการตอกย้ำว่าระบบดาวเคราะห์ในกาแลคซีไม่เหมือนกันทั้งหมด 3I/ATLAS นำเสนอตัวอย่างเคมีโดยตรงจากที่อื่น โดยไม่ต้องเดินทางไปที่นั่น

นักวิจัยใช้อาร์เรย์ขนาดกะทัดรัดของ ALMA เพื่อปรับปรุงความไวต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณมาก การสังเกตการณ์เกิดขึ้นหลายวันในช่วงปลายปี พ.ศ. 2568 ซึ่งเป็นช่วงที่ดาวหางยังมีความเคลื่อนไหวมากพอที่จะปล่อยก๊าซออกมา

ผลกระทบต่อดาราศาสตร์เคมี

การวัดนี้ปูทางไปสู่การศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความหลากหลายของสภาพแวดล้อมที่ก่อตัวดาวเคราะห์ในทางช้างเผือก การสังเกตการณ์วัตถุระหว่างดวงดาวอื่นๆ ในอนาคตอาจยืนยันได้ว่าสัดส่วนของดิวทีเรียมในระดับสูงเป็นเรื่องธรรมดาหรือพิเศษสุด

ดาวหางไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อโลก ระยะทางขั้นต่ำของเขาปลอดภัย และตอนนี้เขากำลังมุ่งหน้าไปยังอวกาศระหว่างดวงดาว

นักวิทยาศาสตร์ยังคงวิเคราะห์สารประกอบอื่นๆ ที่ตรวจพบใน 3I/ATLAS เช่น เมทานอล เพื่อสร้างภาพองค์ประกอบของสารประกอบที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม น้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากมีความเชื่อมโยงกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่เป็นหินและการนำส่งส่วนผสมไปตลอดชีวิต

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy ทีมงานได้รวมข้อมูล ALMA เข้ากับข้อสังเกตก่อนหน้าจากกล้องโทรทรรศน์อื่นเพื่อให้ผลลัพธ์ตามบริบท

รายละเอียดทางเทคนิคของการสังเกต

ALMA ดำเนินการในย่านความถี่ 5 และ 6 เพื่อจับแนวการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากน้ำทั่วไปและน้ำดิวเทอเรต นักดาราศาสตร์สร้างแบบจำลองข้อมูลด้วยวิธีที่ไม่ใช่ LTE เพื่อประมาณค่าความอุดมสมบูรณ์

แม้จะพิจารณาสถานการณ์แบบอนุรักษ์นิยม ขีดจำกัดล่างของอัตราส่วน D/H ยังคงสูง ความแปรผันในแต่ละวันมีขนาดเล็ก ตามการวิเคราะห์เบื้องต้นของการสังเกตอย่างใกล้ชิด

การสังเกตการณ์ด้วยรังสีอินฟราเรดโดยอิสระโดยเจมส์ เวบบ์ ซึ่งเกิดขึ้นหลังดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์ ยังบ่งชี้ถึงการเสริมสมรรถนะดิวทีเรียมในน้ำของดาวหางอีกด้วย

การดำเนินการนี้จะรวบรวมการค้นพบและแสดงความสอดคล้องกันระหว่างเครื่องมือต่างๆ