Sao chổi liên sao 3I/ATLAS mang dấu hiệu hóa học của một môi trường lạnh hơn nhiều so với môi trường hình thành nên các vật thể của hệ mặt trời. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan đã sử dụng Mảng milimet/hạ milimet lớn Atacama, được gọi là ALMA, để thực hiện phép đo đầu tiên về nước khử màu trong một vật thể từ bên ngoài hệ mặt trời. Các kết quả, được công bố vào thứ Năm tuần này trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên, chỉ ra các điều kiện hình thành hoàn toàn khác với những điều kiện phổ biến trong tinh vân nguyên thủy tạo ra các hành tinh và sao chổi địa phương.
Phép đo chưa từng có cho thấy nước bán nặng trên sao chổi
Nhóm do Luis E. Salazar Manzano dẫn đầu đã hướng 66 ăng-ten của ALMA về phía 3I/ATLAS trong quá trình nó tiếp cận Mặt trời. Các thiết bị thu được tín hiệu từ phân tử HDO, một phiên bản bán nặng của nước thông thường trong đó hydro được thay thế bằng deuterium. Phát hiện này đánh dấu lần đầu tiên nước khử màu được đo trong một vật thể liên sao đã được xác nhận.
https://twitter.com/almaobs/status/2047308325352559059?ref_src=twsrc%5Etfw
Dữ liệu cho thấy tỷ lệ phi thường. Sao chổi chứa lượng nước khử màu nhiều hơn khoảng 30 lần so với nước thông thường so với sao chổi có nguồn gốc từ hệ mặt trời. So với các đại dương trên Trái đất, tỷ lệ này thậm chí còn rõ rệt hơn, lớn hơn khoảng 40 lần. Sự khác biệt này không hề nhỏ và mang thông tin quan trọng về nơi hình thành 3I/ATLAS.
Môi trường gốc lạnh và ít xử lý nhiệt
Các quá trình hóa học làm giàu deuterium trong nước chỉ hoạt động ở nhiệt độ cực thấp, dưới 30 Kelvin. Môi trường ban đầu của 3I/ATLAS chắc hẳn phải băng giá và trải qua quá trình xử lý nhiệt ít hơn so với tinh vân nguyên thủy hình thành nên hệ mặt trời. Teresa Paneque-Carreño, đồng tác giả nghiên cứu và giáo sư tại Đại học Michigan, nhấn mạnh rằng mỗi sao chổi giữa các vì sao mang thông tin cụ thể về nơi xuất xứ của nó, cho phép so sánh trực tiếp với các điều kiện trong hệ mặt trời của chúng ta.
- Sao chổi được phát hiện vào ngày 1 tháng 7 năm 2025 bởi kính viễn vọng ATLAS ở Chile.
- Đây là vật thể liên sao thứ ba được xác nhận sẽ ghé thăm hệ mặt trời.
- Quỹ đạo hyperbol của nó xác nhận rằng nó không bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn của Mặt trời.
- 3I/ATLAS đã vượt qua điểm cận nhật vào tháng 10 năm 2025 và hướng ra khỏi hệ mặt trời.
So sánh với sao chổi của hệ mặt trời
Các sao chổi địa phương được hình thành khoảng 4,6 tỷ năm trước, cùng thời điểm với các hành tinh. Chúng hoạt động như những viên nang thời gian về thành phần hóa học của tinh vân nguyên thủy đó, ghi lại các điều kiện của đĩa tiền hành tinh xung quanh Mặt trời trẻ. Trong 3I/ATLAS, bản ghi hoàn toàn khác. Tỷ lệ deuterium cao cho thấy nước hình thành ở một khu vực của Dải Ngân hà với nhiệt độ và bức xạ khác nhau, hầu như vẫn còn nguyên vẹn trong suốt hành trình dài giữa các vì sao.
Các nhà thiên văn học đã quan sát sao chổi trong các dải tần cụ thể của phổ vô tuyến. Ăng-ten của ALMA, đặt tại sa mạc Atacama, khắc phục hạn chế của kính thiên văn quang học là không thể nhắm gần Mặt trời do độ sáng cực cao. Các quan sát hồng ngoại độc lập của James Webb, được thực hiện sau điểm cận nhật, cũng cho thấy sự giàu deuterium trong nước của sao chổi, củng cố phát hiện và chứng minh tính nhất quán giữa các thiết bị khác nhau.
Ý nghĩa để hiểu sự đa dạng của hành tinh
Sự phong phú của deuterium và hydro trong vũ trụ bắt nguồn từ Vụ nổ lớn. Sau đó, các quá trình cục bộ trong các đám mây phân tử lạnh làm thay đổi tỷ lệ D/H trong nước. Giá trị cao được phát hiện trong 3I/ATLAS cho thấy sự hình thành trong một hệ hành tinh tiến hóa khác với hệ của chúng ta, với điều kiện lạnh hơn và vật liệu chịu ít quá trình xử lý nhiệt hơn. Điều này củng cố rằng các hệ hành tinh trong thiên hà không hoàn toàn giống nhau.
Phép đo này mở đường cho những nghiên cứu chi tiết hơn về sự đa dạng của môi trường hình thành hành tinh trong Dải Ngân hà. Những quan sát trong tương lai về các vật thể liên sao khác có thể xác nhận liệu tỷ lệ deuterium cao là phổ biến hay đặc biệt. Các nhà khoa học tiếp tục phân tích các hợp chất khác được phát hiện trong 3I/ATLAS, chẳng hạn như metanol, để tạo ra bức tranh hoàn chỉnh hơn về thành phần của nó. Nước đặc biệt quan trọng vì nó liên quan đến sự hình thành các hành tinh đá và khả năng cung cấp các thành phần cho sự sống. Sao chổi không gây nguy hiểm cho Trái đất vì đã duy trì khoảng cách an toàn trong quá trình di chuyển qua hệ mặt trời.