Thiết bị Kính viễn vọng Subaru đã thu thập dữ liệu chưa từng có về sao chổi liên sao 3I/ATLAS trong các tháng từ tháng 12 năm 2025 đến tháng 1 năm 2026. Các phân tích cho thấy sự thay đổi đáng kể về tỷ lệ carbon dioxide so với nước trong đám mây khí bao quanh thiên thể. Biến thể hóa học này xảy ra ngay sau khi vật thể đạt đến điểm gần Mặt trời nhất. Thiên thể đại diện cho vị khách thứ ba được xác nhận đến từ bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Sự di chuyển của vật thể mang đến cơ hội hiếm có cho cộng đồng khoa học nghiên cứu các vật liệu được hình thành ở các khu vực khác của thiên hà. Sức nóng do ngôi sao trung tâm trong hệ thống của chúng ta gây ra đã kích hoạt các phản ứng vật lý trên bề mặt sao chổi. Các nhà nghiên cứu theo dõi diễn biến của tình trạng hôn mê để hiểu cấu trúc bên trong của du khách. Quỹ đạo hyperbol xác nhận rằng vật thể không quay quanh Mặt trời và sẽ quay trở lại không gian sâu.
Vận hành thiết bị quang học và máy quang phổ ở Hawaii
Nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng máy quang phổ và máy chụp ảnh FOCAS kết hợp với Kính thiên văn Subaru để ghi lại những hình ảnh chính xác trong các dải V, R và I. Vụ bắt giữ chính diễn ra vào ngày 13 tháng 12 năm 2025, theo múi giờ Hawaii. Thiết bị này tạo ra các hỗn hợp màu chi tiết từ các bước sóng quan sát được. Dải V, có tâm ở bước sóng 550 nanomet, đại diện cho màu xanh lam. Dải R, hoạt động ở bước sóng 660 nanomet, tạo ra màu xanh lục. Dải I, ở bước sóng 805 nanomet, xác định tông màu đỏ. Quá trình xử lý cho thấy cấu trúc phức tạp ở đuôi sao chổi.
Máy quang phổ tán sắc cao đi vào hoạt động vào ngày 7 tháng 1 năm 2026 để đo lượng khí thải. Sao chổi cách Mặt trời 2,87 đơn vị thiên văn vào thời điểm cụ thể này. Một đơn vị thiên văn tương đương với khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trời, khoảng 150 triệu km. Vật thể này đã di chuyển ra khỏi ngôi sao sau khi vượt qua điểm cận nhật vào ngày 29 tháng 10 năm 2025, khi nó đạt tới 1,35 đơn vị thiên văn. Các quan sát diễn ra vào lúc chạng vạng buổi sáng. Thời gian phơi sáng ngắn đòi hỏi độ nhạy cao của cảm biến quang học.
Động lực thăng hoa và tỷ lệ các hợp chất dễ bay hơi
Các nhà khoa học đã tính toán tỷ lệ giữa carbon dioxide và nước với giá trị nằm trong khoảng từ 0,3 đến 2,1 dựa trên thông tin từ thiết bị trên mặt đất. Các phép đo trước đây được thực hiện bằng kính viễn vọng không gian hồng ngoại cho thấy nồng độ carbon dioxide cao hơn trước khi tiếp cận gần Mặt trời nhất. Sự khác biệt về các con số chứng tỏ rằng hỗn hợp khí do hạt nhân giải phóng không phải là hằng số. Carbon dioxide thăng hoa ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với nước. Sự chuyển đổi trực tiếp từ trạng thái rắn sang trạng thái khí tạo ra bầu không khí tạm thời xung quanh hạt nhân.
Sự thay đổi dấu hiệu hóa học hoạt động như một dấu hiệu trực tiếp về môi trường ban đầu nơi thiên thể được hình thành. Các chỉ số được ghi lại trong giai đoạn sau điểm cận nhật của 3I/ATLAS thấp hơn so với các chỉ số được phát hiện trong các tuần trước. Hiện tượng này xảy ra do nhiệt mặt trời ban đầu tiêu thụ hầu hết các vật liệu dễ bay hơi có ở lớp vỏ bên ngoài. Các lớp bên trong và sâu hơn bắt đầu đẩy vật liệu ra khi quá trình mài mòn bề mặt tiến triển. Cơ chế này cho thấy sự không đồng nhất trong cấu trúc bên trong của du khách giữa các vì sao.
- Việc giám sát ưu tiên các loại khí chịu trách nhiệm thúc đẩy hoạt động hôn mê.
- Mối quan hệ hóa học phân biệt các hợp chất trên bề mặt với các hợp chất nằm bên trong hạt nhân.
- Bức xạ nhiệt dịch chuyển các vùng giải phóng khí hoạt động trong đường quỹ đạo.
- Thông tin từ đài quan sát mặt đất làm cơ sở cho việc hiệu chỉnh vệ tinh.
Phân tích chi tiết về sự thăng hoa cho phép chúng ta rút ra những điểm tương đồng với hành vi của các thiên thể có nguồn gốc từ Đám mây Oort. Quá trình mất khối lượng làm thay đổi chuyển động quay và quỹ đạo của sao chổi ở mức độ vi mô. Sự phóng ra của các tia khí hoạt động như một chất đẩy tự nhiên trong chân không của không gian. Việc theo dõi liên tục tốc độ mất nước sẽ xác định tuổi thọ hoạt động của vật thể.
Khám phá ở Chile và bản chất của quỹ đạo hyperbol
Hệ thống cảnh báo ATLAS, được lắp đặt ở Chile, lần đầu tiên xác định được sao chổi vào ngày 1 tháng 7 năm 2025. Phân tích quỹ đạo nhanh chóng xác nhận một quỹ đạo hyperbol cực đoan. Tốc độ của vật thể vượt quá lực hấp dẫn của Mặt trời, ngăn cản hệ thống hành tinh của chúng ta bắt giữ nó. Danh mục thiên văn chỉ ghi lại ba thiên thể có đặc điểm này được xác nhận cho đến nay. 1I/’Oumuamua mở đầu danh sách, theo sau là sao chổi 2I/Borisov. 3I/ATLAS củng cố sự tồn tại của một quần thể vật thể lang thang băng qua thiên hà.
Các vật thể giữa các vì sao cung cấp các mẫu vật lý từ các hệ hành tinh ở xa trực tiếp đến vùng lân cận của Trái đất. Du hành không gian sâu bảo tồn các đặc tính hóa học ban đầu trong hàng tỷ năm Việc đi vào hệ mặt trời đại diện cho sự tiếp xúc mạnh mẽ đầu tiên với bức xạ sao kể từ khi bị phóng ra khỏi hệ thống nhà của nó. Nghiên cứu về thành phần hóa học tạo điều kiện thuận lợi cho việc so sánh các quá trình hình thành vi thể hành tinh ở các nhánh khác nhau của Dải Ngân hà. Thiên văn học có được các công cụ thực tế để kiểm tra các mô hình lý thuyết về sự tiến hóa của sao.
Vị khách đã đạt đến khoảng cách tối thiểu với Trái đất vào ngày 19 tháng 12 năm 2025. Sao chổi đã vượt qua hành tinh của chúng ta khoảng 1,8 đơn vị thiên văn, tương đương 270 triệu km. Vị trí trên bầu trời đã hạn chế cửa sổ quan sát của các kính thiên văn trên mặt đất trong thời kỳ sáng nhất. Thiên thể duy trì lối thoát của nó tới không gian giữa các vì sao. Các trạm nghiên cứu tiếp tục theo dõi sự suy yếu của tín hiệu ánh sáng.
Phương pháp nghiên cứu và tiến bộ trong nghiên cứu sao chổi
Nhà nghiên cứu Yoshiharu Shinnaka, liên kết với Đại học Kyoto Sangyo, đứng đầu nhóm chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu. Nhóm đã áp dụng các giao thức toán học tương tự được sử dụng trong nghiên cứu sao chổi địa phương để phân tích mục tiêu giữa các vì sao. Tiêu chuẩn hóa phương pháp đảm bảo độ chính xác khi so sánh trực tiếp giữa các cơ quan có nguồn gốc khác nhau. Các kết quả nêu bật những điểm tương đồng về cấu trúc bất ngờ bên cạnh những khác biệt cơ bản về mặt hóa học. Cách tiếp cận thống nhất giúp loại bỏ các biến số lỗi trong việc giải thích quang phổ ánh sáng.
Việc đưa các tổ hợp thiên văn mới vào hoạt động trong thập kỷ tới hứa hẹn sẽ tăng tỷ lệ phát hiện của du khách bên ngoài. Việc tăng khối lượng dữ liệu sẽ cho phép tạo ra các danh mục phân loại cụ thể cho các vật thể giữa các vì sao. Mỗi đoạn văn mới cung cấp thêm những mảnh ghép cho câu đố về sự đa dạng hóa học của thiên hà. Công việc được thực hiện với Kính thiên văn Subaru đặt ra tiêu chuẩn xuất sắc cho các chiến dịch quan sát mục tiêu nhanh trong tương lai. Thiết bị quang học chứng tỏ khả năng hoạt động ở giới hạn độ nhạy kỹ thuật.
Cơ sở dữ liệu do đường đi 3I/ATLAS tạo ra củng cố nhu cầu theo dõi kéo dài trên toàn bộ quỹ đạo nhìn thấy được. Thông tin cung cấp các mô phỏng máy tính về sự kết tụ của bụi và băng trong quỹ đạo của các ngôi sao trẻ. Sao chổi cung cấp dữ liệu thô về vật lý hạt trong môi trường cực kỳ vi trọng lực. Quan sát có hệ thống ghi lại sự suy thoái vật lý của lõi dưới áp lực nhiệt. Hồ sơ khoa học vẫn còn hoạt động miễn là thiết bị có thể thu được các photon phản xạ bởi tình trạng hôn mê ở xa.