Το Nasa του Telescópio Espacial James Webb κατέγραψε την παρουσία μεθανίου στον διαστρικό κομήτη 3I/ATLAS. Η παρατήρηση αντιπροσωπεύει την πρώτη άμεση ανίχνευση αυτού του συγκεκριμένου αερίου σε ένα ουράνιο σώμα που προέρχεται έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Ο εξοπλισμός κατέγραψε χημικές υπογραφές κατά τον περασμένο Δεκέμβριο. Το αντικείμενο βρισκόταν ήδη στο δρόμο του μακριά από το Sol αφού έφτασε στο πλησιέστερο σημείο στην τροχιά του.
Τα δεδομένα συλλέχθηκαν από το όργανο MIRI, το οποίο ειδικεύεται στη σύλληψη φωτός στο μεσαίο υπέρυθρο φάσμα. Η καθυστερημένη ταυτοποίηση της ένωσης εξέπληξε τους αστρονόμους που συμμετείχαν στην ανάλυση. Το μεθάνιο έχει υψηλή πτητότητα και τείνει να εξαχνώνεται γρήγορα όταν εκτίθεται στη θερμότητα. Η ανακάλυψη παρέχει νέα στοιχεία σχετικά με την εσωτερική σύνθεση των σωμάτων που σχηματίζονται σε άλλα αστρικά συστήματα και βοηθά στη χαρτογράφηση της κατανομής των χημικών στοιχείων στον γαλαξία.
Το Solar Calor εκθέτει βαθιά στρώματα παγωμένου πυρήνα
Η ανίχνευση μεθανίου έγινε σε δύο ξεχωριστά παράθυρα παρατήρησης. Οι επιστήμονες παρακολούθησαν αρχικά τον κομήτη 3I/ATLAS μεταξύ 15 και 16 Δεκεμβρίου. Ο δεύτερος γύρος μετρήσεων πραγματοποιήθηκε στις 27 Δεκεμβρίου. Το ουράνιο σώμα ήταν 329 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από το Sol στο πρώτο στάδιο. Η απόσταση αυξήθηκε στα 379 εκατομμύρια χιλιόμετρα στην επόμενη μέτρηση.
Η εμφάνιση του αερίου μόνο σε αυτό το στάδιο της τροχιάς δείχνει μια πολύπλοκη εσωτερική δομή. Το μεθάνιο εξαχνώνεται εξαιρετικά εύκολα υπό οποιαδήποτε άνοδο θερμοκρασίας. Η απουσία της ένωσης από προηγούμενες παρατηρήσεις υποδηλώνει ότι το υλικό ήταν προστατευμένο κάτω από παχιά στρώματα πάγου και σκόνης. Η έντονη θερμότητα που παράγεται κατά το περιήλιο έλιωσε την εξωτερική επιφάνεια του πυρήνα. Η αφαίρεση αυτού του φλοιού εξέθεσε βαθιά αποθέματα πτητικών αερίων στο διαστημικό περιβάλλον.
Η θερμική δυναμική των κομητών περιλαμβάνει την άμεση μετατροπή του πάγου σε αέριο. Η διαδικασία δημιουργεί το κώμα, ένα λαμπερό σύννεφο που περιβάλλει τον βραχώδη πυρήνα. Το 3I/ATLAS διατήρησε σημαντική δραστηριότητα ακόμη και μετά την έναρξη του ταξιδιού του πίσω στο διαστρικό διάστημα. Η ενέργεια που συσσωρεύτηκε κατά τη μέγιστη προσέγγιση συνέχισε να τροφοδοτεί την απελευθέρωση εσωτερικών ενώσεων για αρκετές εβδομάδες. Η θερμική αδράνεια του πυρήνα επιτρέπει στον υπόγειο πάγο να συνεχίσει να βράζει ακόμα και σε ψυχρότερες περιοχές.
Diferenças χημικά σε σχέση με σώματα στο ηλιακό σύστημα
Η αναλογία των στοιχείων που βρίσκονται στο 3I/ATLAS διαφέρει από το πρότυπο που είναι γνωστό στην αστρονομία. Ο όγκος του μεθανίου που απελευθερώθηκε σε σχέση με την ποσότητα υδρατμών τράβηξε την προσοχή της ερευνητικής ομάδας. Οι κομήτες Poucos που προέρχονται από το Nuvem του Oort ή το Cinturão του Kuiper έχουν παρόμοια χημική υπογραφή. Ο διαστρικός επισκέπτης επιδεικνύει έναν ασυνήθιστο πλούτο σε πτητικές ενώσεις άνθρακα.
Το διοξείδιο του άνθρακα κυριαρχεί επίσης στις εκπομπές του αντικειμένου. Ο ρυθμός απελευθέρωσης CO2 υπερβαίνει κατά πολύ την παραγωγή νερού. Οι επίγειοι Observatórios είχαν ήδη παρατηρήσει αυτήν την ανωμαλία σε προκαταρκτικές αναλύσεις. Το διαστημικό τηλεσκόπιο επιβεβαίωσε την υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα με πρωτοφανή ακρίβεια.
- Η χημική σύνθεση αντανακλά ένα περιβάλλον σχηματισμού άστρων διαφορετικό από το δικό μας.
- Το διοξείδιο του άνθρακα παραμένει συγκεντρωμένο στις περιοχές που βρίσκονται πιο κοντά στον πυρήνα.
- Οι υδρατμοί διαστέλλονται σε μια πολύ ευρύτερη περιοχή του κώματος.
- Το μεθάνιο συνοδεύει το CO2 και περιορίζεται στην κεντρική περιοχή του αντικειμένου.
Η χωρική κατανομή των αερίων ακολουθεί τις φυσικές αρχές της διαστολής στο κενό. Η χαρτογράφηση δείχνει πώς συμπεριφέρονται διαφορετικά μόρια καθώς φεύγουν από τον παγωμένο πυρήνα. Το νερό, όντας λιγότερο πτητικό, σχηματίζει ένα διάχυτο και εκτεταμένο σύννεφο. Οι ενώσεις άνθρακα σχηματίζουν ένα πυκνό, συμπαγές φωτοστέφανο γύρω από το κέντρο μάζας.
Το Instrumento MIRI χαρτογραφεί τη χωρική κατανομή των ενώσεων
Το ενσωματωμένο στο MIRI Espectrômetro του Média Resolução έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην ανακάλυψη. Ο εξοπλισμός διασπά το υπέρυθρο φως σε διαφορετικά μήκη κύματος. Η τεχνολογία καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της ακριβούς υπογραφής κάθε χημικού στοιχείου που υπάρχει στο νέφος αερίου. Το όργανο μέτρησε ταυτόχρονα πολλές ενώσεις γύρω από τον πυρήνα του κομήτη.
Το φωτεινό σημείο Cada που καταγράφηκε στον ουρανό δημιούργησε ένα πλήρες φάσμα δεδομένων. Οι δυνατότητες παρατήρησης του James Webb ξεπερνούν αυτές οποιουδήποτε προηγούμενου επίγειου ή τροχιακού τηλεσκοπίου. Οι επιστήμονες εντόπισαν αιχμηρές φασματικές γραμμές που αντιστοιχούν σε μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Ο εξοπλισμός εντόπισε επίσης ίχνη νικελίου στη σύνθεση του κώματος.
Τα λεπτομερή αποτελέσματα της φασματογραφικής ανάλυσης έχουν υποβληθεί σε αξιολόγηση από ομοτίμους. Η έρευνα δημοσιεύτηκε επίσημα στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters. Το έγγραφο περιγράφει λεπτομερώς τη μεθοδολογία που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των χημικών υπογραφών από τον θόρυβο του διαστημικού περιβάλλοντος. Η ακρίβεια των δεδομένων θέτει ένα νέο σημείο αναφοράς για τη μελέτη μακρινών ουράνιων σωμάτων. Το διαστημικό παρατηρητήριο που λειτουργεί από το Nasa επιδεικνύει την ικανότητά του να αναλύει στόχους που κινούνται γρήγορα.
Το διάκενο Trajetória μειώνει τη δραστηριότητα ατμίσματος
Η συνολική δραστηριότητα του 3I/ATLAS κατέγραψε απότομη πτώση μεταξύ των δύο μετρήσεων Δεκεμβρίου. Η συνολική παραγωγή αερίου μειώθηκε καθώς το αντικείμενο απομακρύνθηκε από την ηλιακή πηγή θερμότητας. Οι υδρατμοί παρουσίασαν την πιο δραστική μείωση μεταξύ όλων των στοιχείων που παρακολουθήθηκαν. Η φυσική συμπεριφορά ακολουθεί τα θερμοδυναμικά μοντέλα που καθιερώθηκαν για τους κομήτες.
Η πτώση της θερμοκρασίας της επιφάνειας επηρεάζει άμεσα τον ρυθμό εξάχνωσης. Το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα, καθώς είναι πιο πτητικά, διατήρησαν σταθερές σχετικές αναλογίες κατά τη διάρκεια της περιόδου. Το νερό σταμάτησε να απελευθερώνεται γρήγορα λόγω της μεγαλύτερης αντοχής του στην κατάψυξη στο κενό. Το ουράνιο σώμα συνέχισε να εκπέμπει υλικό, αλλά με πολύ πιο αργό ρυθμό από αυτόν που καταγράφηκε στο περιήλιο.
Το 3I/ATLAS αντιπροσωπεύει την τρίτη επιβεβαιωμένη επίσκεψη ενός διαστρικού αντικειμένου στο σύστημά μας. Προηγούμενα περάσματα παρόμοιων σωμάτων παρείχαν πολύ μικρότερο όγκο χημικών δεδομένων. Το διαστημικό τηλεσκόπιο έχει εισαγάγει μια νέα ικανότητα παρατήρησης για αυτά τα σπάνια γεγονότα. Ο κομήτης ακολουθεί την υπερβολική τροχιά του προς το βαθύ διάστημα και δεν θα επιστρέψει στην ηλιακή γειτονιά. Το υλικό που εκτοξεύεται κατά τη διάρκεια της πτήσης παρέχει μια φυσική καταγραφή των συνθηκών που υπάρχουν στο αρχικό του σύστημα αστέρων. Το Astrônomos θα χρησιμοποιήσει αυτή τη βάση δεδομένων για να συγκρίνει μελλοντικές ανιχνεύσεις διαστρικών επισκεπτών.
