โพรบ JUICE ตรวจจับปริมาณน้ำปริมาณมหาศาลบนดาวหางระหว่างดวงดาว 3I/ATLAS ระหว่างการเคลื่อนผ่าน

ยานสำรวจอวกาศ JUICE บันทึกการปล่อยไอน้ำอย่างเข้มข้นจากดาวหาง 3I/ATLAS ระหว่างดวงดาว ปริมาตรที่ตรวจพบโดยเครื่องมือขององค์การอวกาศยุโรปถึงเครื่องหมายของวัตถุที่ถูกดีดออกมาสองตันต่อวินาที ปริมาณรายวันนี้สอดคล้องกับปริมาณที่จำเป็นในการเติมสระว่ายน้ำโอลิมปิกประมาณ 70 แห่ง เทห์ฟากฟ้าเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2568

ข้อมูลที่บันทึกไว้ในห้วงอวกาศไปถึงศูนย์ควบคุมบนโลกในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2569 เท่านั้น วัตถุที่มีต้นกำเนิดจากนอกระบบสุริยะได้รับการตรวจสอบโดยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและอวกาศอื่นๆ แล้ว ข้อความของผู้มาเยือนในจักรวาลเป็นโอกาสที่หายากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุที่ก่อตัวในระบบดาวอื่นๆ โดยให้ข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับพลวัตของวัตถุน้ำแข็งที่ได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์

เครื่องมือจากภารกิจของยุโรปจัดทำแผนผังโครงสร้างของเทห์ฟากฟ้า

ภารกิจหลักของยานอวกาศมุ่งหน้าสู่ดาวพฤหัสบดี เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานของหน่วยงานจำเป็นต้องปรับอุปกรณ์บนเครื่องบินภายในกรอบเวลาที่จำกัดมากเพื่อให้สามารถสังเกตเป้าหมายที่ไม่คาดคิดได้ สภาพแวดล้อมด้านความร้อนในพื้นที่จำเป็นต้องมีระเบียบปฏิบัติด้านความปลอดภัยที่เข้มงวดเพื่อปกป้องกล้องที่มีอุณหภูมิเย็นเป็นพิเศษระหว่างการถ่ายภาพ การซ้อมรบดังกล่าวถือเป็นการทดสอบความสามารถของทีมควบคุมการบินในการตอบสนองอย่างรวดเร็ว

สเปกโตรมิเตอร์ที่เรียกว่า MAJIS สามารถบันทึกการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในช่วงอินฟราเรดได้ ข้อมูลเผยให้เห็นว่ามีไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในโครงสร้างของวัตถุอยู่มาก ภาพที่ประมวลผลโดยกล้อง JANUS แสดงให้เห็นอาการโคม่าอย่างกว้างขวางรอบๆ แกนกลางที่เป็นของแข็ง บันทึกภาพถ่ายแสดงให้เห็นเส้นใยที่ซับซ้อนและไอพ่นของวัสดุถูกไล่ออกด้วยความเร็วสูงสู่สุญญากาศในอวกาศ

ระบบนำทาง NavCam ทำงานในลักษณะเสริมเพื่อติดตามวิถีโคจรที่แน่นอนของเทห์ฟากฟ้า ตำแหน่งพิเศษของยานอวกาศทำให้สามารถสังเกตการณ์จากมุมที่ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยใช้โครงสร้างพื้นฐานที่ติดตั้งบนพื้นผิวโลกเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์คำนวณความเสี่ยงในการปฏิบัติงานก่อนที่จะอนุญาตให้เปลี่ยนภารกิจดั้งเดิมชั่วคราว เพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางหลักไปยังก๊าซยักษ์จะไม่ประสบกับการเปลี่ยนแปลงที่เป็นอันตราย

ต้นกำเนิดโบราณและลักษณะทางเคมีทำให้นักวิจัยประหลาดใจ

การประมาณการทางดาราศาสตร์ระบุว่า 3I/ATLAS ผ่านกระบวนการก่อตัวเมื่อกว่า 1 หมื่นล้านปีก่อน อายุขั้นสูงจัดประเภทวัตถุว่าเป็นโบราณวัตถุทางเคมีที่แท้จริงจากระบบดาวอันไกลโพ้น การวิเคราะห์สัดส่วนระหว่างโมเลกุลของน้ำเบาและกึ่งหนักได้ให้เบาะแสเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมการก่อตัวดั้งเดิม ข้อมูลชี้ไปที่แหล่งกำเนิดที่เย็นจัดและอยู่ภายใต้ระดับรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงในระหว่างระยะเริ่มแรกของการรวมตัวของสสาร

หอดูดาวนีล เกห์เรลส์ สวิฟต์ ซึ่งบริหารงานโดย NASA ได้ตรวจพบไฮดรอกซิลในบริเวณดาวหางแล้วเมื่อเดือนตุลาคม พ.ศ. 2568 เทห์ฟากฟ้าปล่อยน้ำประมาณ 40 กิโลกรัมต่อวินาที เมื่อยังคงอยู่ในระยะห่างเท่ากับสามเท่าของช่องว่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ การไหลของสสารที่พุ่งออกมาเพิ่มขึ้นแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลเมื่อวงโคจรเข้าใกล้จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงปฏิกิริยาทางความร้อนที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยที่สังเกตได้ในร่างกายในท้องถิ่น

นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าน้ำไม่ได้ไหลออกมาจากแกนหินที่อยู่ตรงกลางเท่านั้น ส่วนสำคัญของวัสดุระเหยออกจากเมฆหนาทึบที่ประกอบด้วยเม็ดฝุ่นน้ำแข็งที่โคจรรอบโครงสร้างหลัก ความเปราะบางของชั้นหินรอบนอกนี้ช่วยอธิบายความเข้มข้นของการปล่อยก๊าซที่ผิดปกติได้ ปรากฏการณ์การระเหิดเกิดขึ้นในระยะก่อนหน้านี้มากเกินกว่าที่ปกติจะสังเกตเห็นในดาวหางที่มีถิ่นกำเนิดในระบบดาวเคราะห์ของเราเอง

รายละเอียดเชิงภาพเผยให้เห็นไดนามิกของก๊าซและฝุ่นในอวกาศ

กล้องความละเอียดสูงของ JANUS บันทึกเส้นทางของผู้มาเยือนจากระยะทางหลายสิบล้านกิโลเมตร ภาพถ่ายที่ถ่ายได้แสดงอาการโคม่าสว่างและมีโทนสีเขียว ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากปฏิกิริยาระหว่างแสงแดดกับก๊าซที่เพิ่งถูกปล่อยออกมา หางที่เกิดจากร่องรอยของเศษซากขยายออกไปหลายล้านกิโลเมตรสู่อวกาศมืด ทำให้เกิดภาพอันกว้างขวางและมีรายละเอียดสำหรับเซ็นเซอร์ของยานสำรวจ

• การผสมผสานระหว่างช่องสีแดง เขียว และน้ำเงินทำให้เห็นจุดศูนย์กลางขนาดกะทัดรัดของโครงสร้าง
• ตัวกรองเฉพาะจะแยกชั้นหินที่กระจายซึ่งประกอบกันเป็นบริเวณรอบนอกของรัศมีก๊าซ
• สเปกโตรกราฟอัลตราไวโอเลตติดตามองค์ประกอบทางเคมีที่กระจายอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากถึง 5 ล้านกิโลเมตร
• การตรวจวัดบันทึกความแตกต่างในพฤติกรรมของวัสดุที่อยู่ด้านข้างซึ่งได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์โดยตรง
• ข้อมูลดิบช่วยให้เราสามารถประมาณการไหลออกของวัสดุระเหยอย่างต่อเนื่องได้อย่างแม่นยำ

การติดตามการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้อย่างต่อเนื่องถือเป็นข้อมูลสำคัญในการทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงวิถีโคจรของเทห์ฟากฟ้า ความแปรผันเล็กน้อยของอัตราการปล่อยฝุ่นและก๊าซมีอิทธิพลโดยตรงต่อเส้นทางที่วัตถุจะผ่านอวกาศ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนตามธรรมชาติขนาดเล็ก ข้อมูลที่รวบรวมฐานข้อมูลฟีดที่ใช้ในการคำนวณการป้องกันดาวเคราะห์และการทำนายเส้นทางการโคจรระยะยาว

การสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษาการก่อตัวของดาวเคราะห์

อัตราการสูญเสียมวลของ 3I/ATLAS เกินความคาดหมายเบื้องต้นของชุมชนวิทยาศาสตร์ ดาวหางปกติในระบบสุริยะก็สูญเสียมวลสารเมื่อเข้าใกล้ดาวฤกษ์ใจกลางดาวฤกษ์ด้วย แต่ผู้มาเยือนระหว่างดาวมีอัตราที่สูงมากสำหรับมิติทางกายภาพของมัน การยืนยันน้ำในร่างกายจากภายนอกช่วยเสริมวิทยานิพนธ์ที่ว่าส่วนประกอบของเคมีอินทรีย์มีการกระจายอย่างกว้างขวางไปยังระบบอื่นๆ ในกาแลคซี

ผู้เชี่ยวชาญจะเปรียบเทียบพฤติกรรมของวัตถุกับหัวจ่ายน้ำที่ทำงานที่ความจุการไหลสูงสุด การตื่นขึ้นของกิจกรรมตั้งแต่เนิ่นๆ บ่งบอกว่ามีกลุ่มน้ำแข็งระเหยที่ยังคงฝังอยู่ใต้เปลือกโลกในช่วงเย็นระหว่างดาวนับพันล้านปี การให้ความร้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปที่เกิดจากแนวทางแสงอาทิตย์ทำให้เกิดการแตกของชั้นป้องกันเหล่านี้ และส่งผลให้วัสดุที่ติดอยู่ข้างในหลุดออกมาอย่างรุนแรง

3I/ATLAS เข้าสู่ประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ในฐานะวัตถุระหว่างดวงดาวดวงที่สามที่ยืนยันการเคลื่อนผ่านพื้นที่ใกล้เคียงในจักรวาลของเรา บันทึกก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับ 1I/`Oumuamua และ 2I/Borisov ซึ่งยังแสดงคุณลักษณะทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ในระหว่างการผสมพันธุ์ตามลำดับ ยาน JUICE กลับมาดำเนินการตามเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมไว้เพื่อไปถึงดวงจันทร์ของดาวพฤหัสในปี 2574 นักวิทยาศาสตร์ยังคงประมวลผลข้อมูลดิบจำนวนมหาศาลที่ได้รับ ในขณะที่ดาวหางยังคงรักษาวิถีการเคลื่อนที่แบบไฮเปอร์โบลิกไปยังห้วงอวกาศ โดยจะออกจากพื้นที่อิทธิพลโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์อย่างแน่นอน