ALMA radioteleskopobservationer avslöjar extrema nivåer av deuterium i kometen 3I/ATLAS

Observações astronomiska studier utförda med radioteleskopet ALMA, beläget vid Chile, identifierade att den interstellära kometen 3I/ATLAS har en kemisk sammansättning som har sitt ursprung i en planetarisk miljö som är helt annorlunda än vårt solsystem. Den vetenskapliga undersökningen, som publicerades den 23 april i den specialiserade tidskriften Nature Astronomy, registrerade den första upptäckten av deuteriumisotopen i ett objekt utanför vårt kosmiska grannskap. Upptäckten erbjuder nya parametrar för forskare att förstå bildandet av världar i avlägsna delar av galaxen.

Närvaron av deutererat vatten i himlakroppen fångade det internationella forskarsamhällets uppmärksamhet på grund av de atypiska volymerna som hittades. De insamlade uppgifterna pekar på extrema fysiska förhållanden vid kometens ursprungsplats. Studien mobiliserade experter från flera institutioner och konsoliderar användningen av radioteknik för att kartlägga kemiska grundämnen vid temperaturer nära absolut noll.

Descoberta av oöverträffad isotop i extrasolär himlakropp

Detaljerad analys av vattnet som finns i 3I/ATLAS avslöjade ett överflöd av deuteriumisotopen som överstiger nivåerna som registrerats i haven av Terra med mer än 40 gånger. Antalet är också imponerande jämfört med kometer som bildas i vårt solsystem. Nesses fall har det interstellära objektet en koncentration som är större än 30 gånger. Exakta mätningar indikerar att bildningsmiljön för denna himlakropp hade mycket mer extrema kemiska och fysiska egenskaper än regionen där vår planet uppstod.

Luis Eduardo Salazar Manzano, huvudforskare av studien och doktorand vid Departamento of Astronomia of Universidade of Michigan, detaljerade processen för att identifiera materialet. Forskaren förklarar att deuterium i allmänhet förekommer i kometvattnet i form av HDO, även känt som deutererat vatten eller halvtungt vatten. Den höga koncentrationen av denna specifika förening i 3I/ATLAS fungerar som en direkt kemisk signatur för dess födelseplats. Radioutrustning gjorde det möjligt för astronomer att isolera och mäta denna isotop av väte för första gången i en extrasolär besökare.

Trajetória snabb och observationsfönster på solsystemet

Kometen 3I/ATLAS blev globalt känd när övervakningssystem upptäckte att den korsade solsystemet i juli förra året. Himlakroppen färdades med en mycket hög hastighet, vilket avsevärt minskade den tid som fanns tillgänglig för djupgående analys. Este-händelsen markerar bara tredje gången i astronomihistorien som ett bekräftat interstellärt objekt har observerats korsa vår region av universum. Tidigare passager av liknande kroppar hade redan väckt stort intresse, men gav inte sådana specifika kemiska data.

De mest kritiska observationerna med ALMA inträffade under november månad. Perioden sammanföll med dagarna omedelbart efter kometens närmaste närmande till solen, en tid då stjärnstrålning värmer upp kärnan och släpper ut gaser som är instängda i isen. 3I/ATLAS började sin definitiva utträdesväg från solsystemet i december. Observationsfönstret varade bara några månader, men det garanterade insamlingen av en oöverträffad mängd data om den interna sammansättningen av ett främmande föremål.

Radiotelescópio ALMA och millimeterobservationsteknik

Atacama Large Millimeter/submillimetern Array, känd under förkortningen ALMA, verkar i öknen Atacama, i Chile, och var den centrala delen för framgången för denna forskning. Den höga höjden och det extremt torra klimatet i Andinska regionen skapar idealiska förhållanden för att fånga millimeter- och submillimetervågor som kommer från rymden. Antennkomplexet gjorde det möjligt att noggrant detektera deuterium, en bedrift som skulle ha varit omöjlig med traditionella optiska teleskop. Instrumentet representerar den senaste tekniken när det gäller att observera kalla kemiska föreningar i universum.

Leia Tambem

Chris Robinson svarar på buningar från fansen på The Black Crowes-konsert i Florida

Nya Anker 300 W och 26 250 mAh bärbara batterier slår den kinesiska marknaden med hög kompatibilitet

Tillverkaren OnePlus förbereder bärbar Android-konsol med exklusiva fysiska kontroller för skjutspel

ALMA:s känslighet för att mäta isotoper i extremt låga temperaturer inledde en ny fas för jämförande astronomi. Avläsningarna bekräftade utan tvekan kometens extrasolära ursprung och validerade metoder som kommer att tillämpas i framtida passager av interstellära objekt. Cada ny kemisk detektering utförd av detta astronomiska komplex lägger till grundläggande bitar till pusslet kring utvecklingen av planetsystem som sprids av Via Láctea.

Cápsulas av tid och utvecklingen av Via Láctea

Astronomer klassificerar interstellära objekt som verkliga förråd av urmaterial. Eles bär orörd materia från de miljöer där andra planetsystem bildades för miljarder år sedan. Salazar Manzano jämför att analysera dessa data med att öppna kosmiska tidskapslar. Materialet som bevarats i kometens is reste outgrundliga avstånd för att nå intervallet av terrestra instrument, vilket förde med sig rekordet av fysiska processer som formade världar långt bortom vår kapacitet för direkt observation.

Mätningar som erhållits under 3I/ATLAS-förbiflygningen ger forskare en solid grund för flera fronter av astronomisk forskning:

• Compreender de extrema temperatur- och tryckförhållandena i planetsystemet där 3I/ATLAS har sitt ursprung.
• Discernir fördelningen av kemiska grundämnen i Via Láctea långt före bildandet av vårt solsystem.
• Estabelecer direkta kopplingar mellan distinkta planetariska miljöer genom analys av kemiska signaturer.
• Avaliar variationerna i mängden tunga isotoper i olika regioner och tider i universum.

Att bearbeta denna information kräver månaders arbete på superdatorer. Forskare korsrefererar kometens data med teoretiska modeller av stjärnbildning för att försöka återskapa den exakta miljön där det deutererade vattnet kondenserades. Närvaron av komplexa molekyler på nomadiska himlakroppar förstärker tesen att planetsystemens byggstenar delar grundläggande egenskaper, även i motsatta hörn av galaxen.

Implicações för studiet av protoplanetära skivor

Upptäckterna kring 3I/ATLAS utökar avsevärt mänsklig kunskap om kemiska variationer i det tidiga universum. Den onormala förekomsten av deuterium tyder starkt på att kometen bildades i en region som utsatts för mycket svårare förhållanden än de som fanns i den protoplanetära skivan som gav upphov till Terra, Júpiter och de andra lokala planeterna. Molnet av gas och damm som bildade vårt solsystem hade en mycket mildare isotopfördelning.

Att kartlägga den galaktiska kemiska sammansättningen genom tiden får ett avgörande uppsving från dessa data. Studiet av material av extrasolärt ursprung gör det möjligt för forskare att bygga ett bredare perspektiv på de universella processerna för planetbildning. Detaljerad analys av kosmiska besökare som 3I/ATLAS visar att det tidiga universums kemi var mångsidig och att närliggande solsystem kan hysa världar med elementära sammansättningar radikalt annorlunda än de vi känner till.