Kính viễn vọng vô tuyến ở Chile phát hiện nước nặng chưa từng có trên sao chổi 11 tỷ năm tuổi 3I/ATLAS

Sao chổi liên sao 3I/ATLAS có nguồn gốc từ một hệ hành tinh có đặc tính hóa học và nhiệt khác với chúng ta. Các nhà thiên văn học đã sử dụng tổ hợp kính viễn vọng vô tuyến ALMA, nằm ở sa mạc Atacama, để phân tích thành phần của thiên thể trong quá trình nó đi qua. Nhóm khoa học đã xác định được sự hiện diện của nước khử màu bên trong vật thể. Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu phát hiện ra đồng vị này ở một vị khách đến từ bên ngoài hệ sao của chúng ta.

Khám phá này cung cấp dữ liệu cụ thể về môi trường hình thành của sao chổi nguyên thủy. Vật thể này ban đầu được phát hiện vào tháng 7 năm ngoái và vượt qua khu vực vũ trụ của chúng ta với tốc độ cao. Vào tháng 12, thiên thể bắt đầu lộ trình hướng tới không gian sâu thẳm. Nghiên cứu các đặc tính hóa học này giúp hiểu rõ quá trình hình thành hành tinh ở các khu vực khác của Dải Ngân hà.

Phát hiện đồng vị chưa từng có bằng kính viễn vọng vô tuyến ở Chile

Các quan sát chính diễn ra vào tháng 11, khi vật thể này tiến đến gần Mặt trời nhất. Thiên thể cách ngôi sao trung tâm khoảng 203 triệu km. Nhiệt mặt trời gây ra sự thăng hoa của băng có trong cấu trúc của sao chổi. Quá trình này biến vật liệu rắn thành khí, cho phép các thiết bị thu được tín hiệu trên đất Chile. ALMA có khả năng kỹ thuật để ghi lại sóng vô tuyến năng lượng thấp.

Công nghệ kính thiên văn vô tuyến có ưu điểm vượt trội so với thiết bị quang học truyền thống khi quan sát các vật thể ở gần Mặt trời. Các cảm biến có thể đi qua các đám mây khí và bụi dày đặc mà không bị hư hỏng do nhiệt độ cao. Luis Eduardo Salazar Manzano, một nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan, dẫn đầu nghiên cứu định lượng deuterium. Nước thông thường có hai nguyên tử hydro đơn giản và một nguyên tử oxy. Biến thể deuterit chứa thêm một neutron, khiến nó nặng hơn.

Điều kiện khắc nghiệt và già hơn Mặt trời

Dữ liệu thu được ở Chile cho thấy nồng độ deuterium cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn đã biết. Lượng đồng vị trong nước 3I/ATLAS vượt quá thể tích được ghi nhận trong các đại dương trên Trái đất tới 40 lần. Con số này cũng cao gấp 30 lần so với mức trung bình được tìm thấy ở các sao chổi hình thành trong khu vực lân cận của chúng ta. Sự khác biệt hóa học này cho thấy vật thể này xuất hiện trong môi trường có nhiệt độ cực thấp.

Làm giàu deuterium xảy ra trong quá trình hình thành nước trong các đám mây phân tử trong không gian giữa các vì sao. Các nhà khoa học ước tính rằng môi trường ban đầu của sao chổi có nhiệt độ dưới 30 Kelvin. Giá trị tương đương với khoảng -243 độ C. Khí hậu nguyên thủy của hệ sao của chúng ta ấm hơn đáng kể cách đây 4,5 tỷ năm. Nghiên cứu trước đây tính toán rằng vị khách vũ trụ này có thể có độ tuổi lên tới 11 tỷ năm.

• Sao chổi hình thành trong một hệ hành tinh riêng biệt.
• Cấu trúc chứa nồng độ nước bán nặng cao.
• Môi trường ban đầu ghi nhận nhiệt độ dưới -243 độ C.
• Tuổi của thiên thể đạt mốc 11 tỷ năm.
• Vật thể được sinh ra ở rìa ngoài của đĩa tiền hành tinh.

Nước được bảo tồn bên trong tảng đá vũ trụ đã hình thành ngay cả trước khi ngôi sao chủ của nó xuất hiện. Thiên thể được hợp nhất từ ​​một đĩa khí và bụi quay. Phản ứng hóa học phá hủy deuterium xảy ra ở những vùng ấm hơn. Nhóm nghiên cứu kết luận rằng vật thể này dành phần lớn thời gian tồn tại ở các vùng ngoại vi của đĩa này. Khoảng cách từ nhiệt sao đảm bảo việc duy trì đồng vị.

Leia Tambem

Scott Pelley cáo buộc ông chủ CBS News giết 60 Minutes trong cuộc họp nhân viên

Cảnh sát dân sự điều tra cái chết của Hilde Ann Lynn người Mỹ tại khách sạn Rosewood São Paulo sang trọng

Cha của TikToker nổi tiếng phủ nhận việc biển thủ hàng triệu USD từ con gái Charli D’Amelio

Thành phần hóa học cho thấy sự hình thành đĩa ở xa

Mức deuterium cao trùng khớp với các phép đo trước đó cho thấy một lượng lớn carbon dioxide trong sao chổi. Sự kết hợp của hai đặc tính hóa học này càng củng cố giả thuyết về sự hình thành ở một khu vực xa xôi, biệt lập. Phần bên ngoài của các đĩa tiền hành tinh duy trì nhiệt độ cực lạnh cần thiết cho sự ngưng tụ các chất dễ bay hơi trong không gian. Sự đông lạnh nhanh ngăn chặn sự phân hủy của các đồng vị nặng bị mất ở nhiệt độ cao hơn. Việc bảo tồn những nguyên tố này cung cấp cho các nhà khoa học bản đồ phân bố vật chất trong thiên hà cổ đại.

Các thiết bị của đài quan sát đã tìm kiếm dấu hiệu của nước thông thường trong quá trình vật thể đi qua hệ thống của chúng ta. Các cảm biến không ghi lại sự hiện diện của H2O với số lượng đáng kể trong đám mây khí được giải phóng. Nhà nghiên cứu Manzano giải thích rằng chất này có thể tồn tại trong cấu trúc đá, nhưng ở mức độ dưới giới hạn phát hiện của thiết bị sử dụng trong sứ mệnh. Việc nhận dạng duy nhất nước khử màu đã xác nhận bản chất không điển hình của thiên thể trước cộng đồng thiên văn. Vật liệu này hoạt động như một bản ghi trực tiếp về các điều kiện băng giá khi nó ra đời và quỹ đạo của nó trong chân không.

Công nghệ mới mở rộng tìm kiếm các thiên thể

Phân tích các mảnh vỡ ngoài thiên hà cung cấp thông tin về các vùng không thể tiếp cận của Dải Ngân hà. Các vật thể giữa các vì sao vận chuyển vật chất nguyên vẹn từ các vị trí chính xác nơi các hành tinh khác hình thành hàng tỷ năm trước. Theodore Kareta, một nhà thiên văn học tại Đại học Villanova, so sánh sự hiện diện của deuterium với dấu vết hóa học không thay đổi. Điểm đánh dấu cho thấy trạng thái thiên hà của chúng ta tại thời điểm nồng độ kim loại nặng thấp hơn đáng kể. Sự tiến hóa của thiên hà làm thay đổi loại vật liệu có sẵn để tạo ra các hệ sao mới.

Sự tiến bộ công nghệ của các đài quan sát trên mặt đất sẽ làm tăng tỷ lệ phát hiện những du khách vũ trụ mới trong những năm tới. Đài thiên văn Vera C. Rubin, cũng được lắp đặt trên lãnh thổ Chile, đã bắt đầu chụp ảnh vào tháng 6 bằng thiết bị hiện đại. Cấu trúc mới sẽ cho phép các nhà khoa học xem liệu thành phần của 3I/ATLAS đại diện cho một mô hình chung hay một ngoại lệ hiếm gặp. Lập bản đồ nhiều thiên thể sẽ giúp theo dõi lịch sử chi tiết về quá trình tiến hóa của các hành tinh trong vũ trụ đã biết. Việc truyền dữ liệu sẽ xác định sự tương đồng về cấu trúc giữa các thế giới xa xôi và sự hình thành của Trái đất.