Các nhà thiên văn tìm thấy nồng độ deuterium cao trong sao chổi liên sao 3I/ATLAS

Các nhà thiên văn học đã sử dụng các quan sát của kính viễn vọng vô tuyến để khám phá thông tin mới về nguồn gốc và thành phần của sao chổi giữa các vì sao 3I/ATLAS. Nghiên cứu được công bố ngày 23 tháng 4 trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên, tiết lộ rằng thiên thể này chứa nước khử màu với nồng độ cực kỳ cao. Các phép đo được thực hiện bởi Atacama Large Millimet/submillimet Array, hay ALMA, ở Chile vào tháng 11, vài ngày sau khi sao chổi đi qua gần Mặt trời nhất.

Sao chổi 3I/ATLAS đã thu hút sự chú ý trên toàn thế giới khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra nó bay ngang qua hệ mặt trời vào tháng 7. Nó chỉ là vật thể liên sao thứ ba được nhìn thấy đi qua khu vực vũ trụ của chúng ta. Sao chổi bắt đầu rời khỏi hệ mặt trời vào tháng 12, nhưng không phải trước khi cung cấp dữ liệu quan trọng về điều kiện hình thành của các hệ hành tinh khác.

Deuterium đánh dấu lần đầu tiên phát hiện vật thể liên sao

Kính viễn vọng vô tuyến ALMA cho phép các nhà nghiên cứu đo deuterium bên trong sao chổi, đánh dấu lần đầu tiên đồng vị hydro này được phát hiện trong một vật thể liên sao. Phát hiện này thật phi thường do nồng độ được tìm thấy. Theo Luis Eduardo Salazar Manzano, tác giả chính của nghiên cứu và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại khoa thiên văn học tại Đại học Michigan, hàm lượng deuterium dồi dào trong nước của sao chổi lớn hơn 40 lần so với lượng tìm thấy trong các đại dương trên Trái đất và lớn hơn hơn 30 lần so với lượng tìm thấy trong các sao chổi trong hệ mặt trời.

Deuterium là một đồng vị hiếm của hydro. Nó khác với hydro thông thường ở chỗ mỗi nguyên tử chứa thêm một neutron, một hạt hạ nguyên tử không tích điện. Khi kết hợp với oxy, nó tạo ra nước khử màu, còn gọi là nước bán nặng hoặc HDO. Sự biến đổi này làm cho nước nặng gấp đôi H₂O thông thường.

Việc phát hiện phân tử này ở 3I/ATLAS cung cấp manh mối quan trọng về nơi sao chổi hình thành. Việc làm giàu deuterium thường xảy ra khi nước hình thành trong các đám mây phân tử lạnh trong không gian giữa các vì sao, thường vào khoảng thời gian mà các hệ mặt trời xung quanh các ngôi sao khác hình thành. Phân tích chỉ ra rằng môi trường hình thành của 3I/ATLAS cực kỳ lạnh, với nhiệt độ dưới 30 Kelvin, tương đương -243,14 độ C.

El agua de 3I/ATLAS contiene hasta 40 veces más deuterio que la Tierra, revelando un origen en nubes cósmicas ultrafrías nunca vistas así ☄️😱https://t.co/AQ0cDA0np7

— ecoosfera (@ecoosfera) April 29, 2026

Vật thể có thể đã 11 tỷ năm tuổi

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng sao chổi giữa các vì sao có thể có tuổi đời lên tới 11 tỷ năm, già hơn nhiều so với hệ mặt trời của chúng ta hay Mặt trời, hình thành cách đây 4,5 tỷ năm. Nước vẫn bị mắc kẹt bên trong sao chổi có lẽ đã hình thành từ rất lâu trước ngôi sao chủ của nó, nhưng 3I/ATLAS được sinh ra muộn hơn từ một đĩa khí và bụi tiền hành tinh quay quanh ngôi sao, cũng chính là đĩa nơi các hành tinh hình thành.

Các nhà nghiên cứu tin rằng hệ thống 3I/ATLAS đã hình thành và dành phần lớn thời gian ở các vùng bên ngoài của đĩa tiền hành tinh, bảo tồn lượng nước khử màu dồi dào trong đó. Nhiệt độ cao hơn có thể làm giảm lượng deuterium do các phản ứng hóa học, vì vậy vị trí ngoại vi của sao chổi là cần thiết để giữ nguyên các đặc tính ban đầu của nó trong hàng tỷ năm.

Leia Também

Thiết bị Trung Quốc tạo ảnh ba chiều 3D của người chết và thú cưng bằng trí tuệ nhân tạo

Xiaomi ra mắt POCO F8 Ultra giảm giá trên Shopee với mức giá thấp nhất

Virus hiếm trên hành trình Đại Tây Dương giết chết ba hành khách trong đợt bùng phát được xác nhận

Những phát hiện mới này phù hợp với những quan sát trước đây cho thấy lượng carbon dioxide dồi dào bên trong sao chổi giữa các vì sao. Sự kết hợp các đặc điểm này phù hợp với một vật thể được hình thành ở bên ngoài đĩa tiền hành tinh. Mỗi phân tử được phát hiện hoạt động giống như một dấu vân tay vũ trụ, tiết lộ các điều kiện vật lý của hệ hành tinh nơi sao chổi được sinh ra.

Viên nang thời gian cung cấp thông tin về Dải Ngân hà sơ khai

Các vật thể giữa các vì sao là những viên nang thời gian mang vật chất từ ​​môi trường nơi các hệ hành tinh khác hình thành. Các phép đo 3I/ATLAS cuối cùng đã cho phép các nhà khoa học mở những viên nang này và quan sát các điều kiện vật lý nơi các vật thể này bắt nguồn. Sự hiện diện của deuterium tương tự như dấu vân tay, cho thấy về cơ bản sao chổi được sinh ra như thế nào, cũng như Dải Ngân hà trông như thế nào cách đây hơn 10 tỷ năm, khi nó ít giàu kim loại hơn hiện nay.

Khi thiên hà già đi, các loại sao chổi mà nó hình thành theo thời gian đã thay đổi và điều đó có nghĩa là các loại hành tinh mà nó có thể hình thành cũng thay đổi. Những sao chổi giữa các vì sao này thú vị không nhất thiết vì chúng là gì hoặc trông như thế nào, mà vì cách chúng cho phép các nhà thiên văn học nhìn về quá khứ và khám phá xem các hành tinh trong các hệ thống khác có giống như hành tinh chúng ta có ở nhà hay không.

Công nghệ và hạn chế của quan sát

Sử dụng ALMA để quan sát là nền tảng cho khám phá này. Kính viễn vọng vô tuyến có thể hướng tới Mặt trời ở góc gần hơn so với kính thiên văn truyền thống. Kính viễn vọng vô tuyến phát hiện các sóng vô tuyến năng lượng thấp thay vì ánh sáng hoặc nhiệt nhìn thấy năng lượng cao có thể phá hủy các thành phần quang học của kính thiên văn như Kính viễn vọng Không gian James Webb.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng ALMA để nghiên cứu sao chổi ngay sau khi nó đến gần Mặt trời trong phạm vi 203 triệu km. Khoảng cách này đủ gần để băng của sao chổi thăng hoa và trở thành chất khí có thể phát hiện được do nhiệt mặt trời, tạo điều kiện lý tưởng cho các phép đo:

• Phát hiện nước khử màu ở nồng độ chưa từng có
• Lần đầu tiên đồng vị này được xác định trong một vật thể liên sao
• Các phép đo được thực hiện vào tháng 11, vài ngày sau điểm cận nhật của sao chổi
• Sử dụng độc quyền kính thiên văn vô tuyến để bảo toàn tính toàn vẹn dữ liệu
• Xác nhận lượng carbon dioxide được phát hiện trước đó

Các nhà nghiên cứu dự kiến ​​sẽ phát hiện ra nước thông thường, nhưng nó không được tìm thấy trong thí nghiệm. Điều này không có nghĩa là 3I/ATLAS không có nước thông thường, chỉ là nó ở dưới độ nhạy của các quan sát. Tuy nhiên, việc phát hiện ra nước khử màu mặc dù không có nước thông thường ngay lập tức cho thấy 3I/ATLAS là một vật thể thực sự bất thường.

Triển vọng tương lai cho nghiên cứu giữa các vì sao

Các nhà thiên văn học khó có thể xác định được hệ hành tinh 3I/ATLAS đến từ hệ hành tinh nào. Thiên thể sẽ tiếp tục di chuyển ra khỏi hệ mặt trời mà không để lại dấu vết dẫn trực tiếp đến nguồn gốc của nó. Tuy nhiên, nó sẽ cung cấp những hiểu biết có giá trị về cách các hệ hành tinh khác hình thành và phát triển, mang đến những cánh cửa dẫn vào những vùng xa xôi của vũ trụ.

Đài quan sát Vera C. Rubin, đặt tại Chile, đã công bố những bức ảnh đầu tiên vào tháng 6 và dự kiến ​​sẽ phát hiện các vật thể liên sao thường xuyên hơn. Khả năng này sẽ cho phép Salazar Manzano và các đồng nghiệp của ông xác định xem liệu 3I/ATLAS có phải là ngoại lệ do lượng nước khử màu dồi dào hay liệu các sao chổi tương tự khác có chứa chất làm giàu tương tự hay không. Cộng đồng khoa học đang phát triển nhanh chóng khi họ học cách đặt những câu hỏi mới và tìm ra những câu trả lời khó hiểu về những vị khách vũ trụ hiếm hoi này.