Các đài quan sát không gian đã phát hiện những thay đổi mạnh mẽ về vật lý và hóa học ở sao chổi liên sao 3I/ATLAS ngay sau khi nó đến gần Mặt trời nhất. Kính thiên văn SPHEREx, chịu trách nhiệm lập bản đồ hồng ngoại của bầu trời, đã ghi lại những biến đổi có thể đo lường được của thiên thể khi nó di chuyển qua không gian giữa các thiên hà. Dữ liệu được thu thập bằng thiết bị chuyên dụng cho thấy bức xạ mặt trời cực mạnh đã xuyên qua các lớp sâu nhất của lõi băng giá, làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc bên trong của vật thể.
Kể từ tháng 11, thiết bị này đã theo dõi sự phát thải liên tục của bụi vũ trụ và các loại khí khác nhau. Sự kiện này đánh dấu sự kết thúc thời kỳ ngủ đông của du khách ở xa, gây ra hiện tượng nóng lên dữ dội với những hậu quả có thể quan sát được bằng kính viễn vọng trên mặt đất trên khắp thế giới.
Thành phần hóa học được tiết lộ qua quan sát
Hệ thống phát hiện ATLAS chịu trách nhiệm xác định ban đầu sao chổi vào tháng 7 năm 2025, đánh dấu sự tiến bộ của thiên văn học hiện đại. Các nhóm giám sát nhanh chóng xác định rằng vật thể này có nguồn gốc từ bên ngoài hệ mặt trời, dựa trên quỹ đạo hyperbol bất thường của nó. Di chuyển với tốc độ hơn 57 km mỗi giây, quỹ đạo đi theo một con đường không cho phép quay trở lại, khiến nó không thể bị hấp dẫn bởi mặt trời.
Phân tích quang phổ cho thấy sự hiện diện của các hợp chất dễ bay hơi chưa từng được ghi nhận ở các sao chổi đã biết. Máy quang phổ đã phát hiện nhiều phân tử hữu cơ phức tạp trong thành phần của lõi. Sự hiện diện đồng thời của băng và vật liệu hữu cơ cho thấy các quá trình hóa học phức tạp đang diễn ra ở những vùng xa xôi của thiên hà, bất kể loại sao hay khoảng cách từ trung tâm thiên hà.
Phát thải khí và biến đổi quan sát được
- Cyanide, cho thấy những thay đổi đáng kể sau khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.
- Metanol được phát hiện với nồng độ bất thường trong bầu khí quyển của sao chổi.
- Formaldehyd, đóng vai trò là chất đánh dấu sự biến đổi bên trong.
- Metan và ethane, hoạt động như chất chỉ thị của cấu trúc nguyên thủy.
Phân tích chi tiết về các loại khí cho thấy lượng nước thải ra đã tăng khoảng 20 lần so với số liệu ban đầu vào tháng 8. Carbon monoxide cũng theo mô hình tăng lên này trong giai đoạn tiếp cận mức tối đa.
Máy quang phổ kết hợp với các thiết bị quang học trên mặt đất và trên không gian đã xác định được các loại hợp chất khác nhau có trong cấu trúc của vật thể. Dữ liệu quang phổ cho thấy sự hiện diện đáng chú ý của các nguyên tố nguyên thủy trộn lẫn vào các vật liệu thường thấy trên các thiên thể.
Chuyển đổi cấu trúc cốt lõi
Những hình ảnh có độ phân giải cao được chụp bằng kính thiên văn quang học vào giữa tháng 11 đã ghi lại những thay đổi rõ ràng về hình thái hôn mê của sao chổi. Trong khi các khí duy trì sự phân bố đối xứng xung quanh hạt nhân thì phần đuôi lại phát triển một hình dạng không đối xứng và đặc biệt, dễ nhận biết.
Cấu trúc bất thường của chiếc đuôi cho thấy tác động trực tiếp của bức xạ mặt trời không đồng đều lên các lớp mới được giải phóng. Hướng cụ thể của đuôi, với phần gần Mặt trời nhất, cho thấy các phần khác nhau phản ứng như thế nào với áp suất ánh sáng mặt trời ở các cường độ khác nhau.
So sánh với những du khách vũ trụ trước đây
Hành vi vật lý và hóa học của 3I/ATLAS mang lại sự tương phản đáng kể về mặt khoa học với các sao chổi được ghi nhận trước đây. Vị khách đầu tiên được xác nhận, được gọi là 1I/Oumuamua, đã đi qua hệ mặt trời với hoạt động tối thiểu. Đối tượng thứ hai, 2I/Borisov, trình bày các phản ứng vừa phải và có thể dự đoán được theo các mô hình thông thường.
Vị khách mới đã thể hiện sự kích hoạt muộn và gần như bùng nổ, khiến các nhóm giám sát ngạc nhiên, những người mong đợi một phản ứng kiềm chế hơn. Thành phần hóa học giữa carbon dioxide, carbon monoxide và nước rõ ràng khác với các mô hình dự đoán, đặt ra những câu hỏi mới về sự hình thành các thiên thể trong Dải Ngân hà.
Quỹ đạo tương lai và ý nghĩa khoa học
Sau sự kiện thăng hoa ở gần Mặt trời, sao chổi duy trì quỹ đạo hyperbol không thay đổi cho đến giới hạn của không gian sâu thẳm. Vận tốc thoát hơn 57 km/giây đảm bảo rằng lực hấp dẫn của mặt trời sẽ không bao giờ có thể bắt được vật thể đó trong quỹ đạo hình elip khép kín, nghĩa là những người quan sát trên mặt đất sẽ chỉ theo dõi sự suy yếu dần dần của nó cho đến khi nó biến mất hoàn toàn.
Việc thông qua 3I/ATLAS củng cố tầm quan trọng của việc quan sát các thiên thể giữa các vì sao, cung cấp dữ liệu có thể đo lường được để xác nhận các mô hình vũ trụ hiện tại. Khả năng phân tích chi tiết mà không cần gửi tàu thăm dò thể hiện sự tiến bộ vượt bậc của khoa học hiện đại và sự hiểu biết về vũ trụ.