Telescópio Espacial James Webb’s Nasa registrerede tilstedeværelsen af metan i den interstellare komet 3I/ATLAS. Observationen repræsenterer den første direkte påvisning af denne specifikke gas på et himmellegeme, der stammer uden for vores solsystem. Udstyret fangede kemiske signaturer i løbet af december måned sidste år. Objektet var allerede på vej væk fra Sol efter at have nået det nærmeste punkt i sin bane.
Dataene blev indsamlet af MIRI-instrumentet, som er specialiseret i at fange lys i det mellem-infrarøde spektrum. Den sene identifikation af forbindelsen overraskede astronomerne involveret i analysen. Metan har høj flygtighed og har en tendens til at sublimere hurtigt, når det udsættes for varme. Opdagelsen giver nye beviser om den indre sammensætning af legemer dannet i andre stjernesystemer og hjælper med at kortlægge fordelingen af kemiske grundstoffer i galaksen.
Solar Calor afslører dybe lag af iskolde kerne
Metan-detektion fandt sted i to adskilte observationsvinduer. Forskere overvågede oprindeligt kometen 3I/ATLAS mellem 15. og 16. december. Anden runde målinger fandt sted den 27. december. Himmellegemet var 329 millioner kilometer væk fra Sol i første etape. Afstanden steg til 379 millioner kilometer i næste måling.
Udseendet af gassen kun på dette stadium af banen indikerer en kompleks indre struktur. Metan sublimerer ekstremt nemt under enhver temperaturstigning. Forbindelsens fravær fra tidligere observationer tyder på, at materialet var beskyttet under tykke lag af is og støv. Den intense varme genereret under perihelion smeltede den ydre overflade af kernen. Fjernelsen af denne skorpe udsatte dybe reserver af flygtig gas til rummiljøet.
Den termiske dynamik af kometer involverer den direkte omdannelse af is til gas. Processen skaber koma, en glødende sky, der omgiver den stenede kerne. 3I/ATLAS opretholdt betydelig aktivitet selv efter at have startet sin rejse tilbage til det interstellare rum. Den energi, der blev akkumuleret under maksimal tilgang, fortsatte med at fremme frigivelsen af interne forbindelser i flere uger. Kernens termiske inerti gør det muligt for underjordisk is at fortsætte med at koge selv i koldere områder.
Diferenças kemikalier i forhold til kroppe i solsystemet
Andelen af grundstoffer fundet i 3I/ATLAS adskiller sig fra standarden kendt i astronomi. Mængden af frigivet metan i forhold til mængden af vanddamp fangede forskerholdets opmærksomhed. Poucos-kometer, der stammer fra Nuvem af Oort eller Cinturão af Kuiper, har en lignende kemisk signatur. Den interstellare besøgende demonstrerer en usædvanlig rigdom i flygtige kulstofforbindelser.
Kuldioxid dominerer også genstandens emissioner. Satsen for CO2-udledning overstiger langt vandproduktionen. Observatórios-jorddyr havde allerede bemærket denne anomali i foreløbige analyser. Rumteleskopet bekræftede den høje koncentration af kuldioxid med hidtil uset præcision.
- Den kemiske sammensætning afspejler et stjernedannelsesmiljø, der er forskelligt fra vores.
- Kuldioxid forbliver koncentreret i områder tættest på kernen.
- Vanddampen udvider sig over et meget bredere område af koma.
- Metan ledsager CO2 og er begrænset til det centrale område af objektet.
Den rumlige fordeling af gasser følger de fysiske principper for ekspansion i et vakuum. Kortlægningen viser, hvordan forskellige molekyler opfører sig, når de forlader den iskolde kerne. Vand, der er mindre flygtigt, danner en diffus og omfattende sky. Kulstofforbindelser danner en tæt, kompakt halo omkring massens centrum.
Instrumento MIRI kortlægger rumlig fordeling af forbindelser
Den MIRI-integrerede Espectrômetro af Média Resolução var medvirkende til opdagelsen. Udstyret nedbryder infrarødt lys i forskellige bølgelængder. Teknologien gør det muligt at identificere den nøjagtige signatur af hvert kemisk element, der er til stede i gasskyen. Instrumentet målte samtidig flere forbindelser omkring kometens kerne.
Cada lyspunkt fanget på himlen genererede et komplet spektrum af data. James Webb’s observationsevne overgår alle tidligere jordbaserede eller orbitale teleskoper. Forskere identificerede skarpe spektrallinjer svarende til metan, kuldioxid og vand. Udstyret påviste også spor af nikkel i sammensætningen af koma.
De detaljerede resultater af den spektrografiske analyse har gennemgået peer review. Forskningen blev officielt offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift The Astrophysical Journal Letters. Dokumentet beskriver den metode, der bruges til at adskille kemiske signaturer fra rumbaggrundsstøj. Nøjagtigheden af dataene sætter et nyt benchmark for undersøgelsen af fjerne himmellegemer. Rumobservatoriet, der drives af Nasa, demonstrerer sin evne til at analysere hurtigt bevægende mål.
Trajetória clearance reducerer dampaktivitet
Den samlede aktivitet af 3I/ATLAS registrerede et kraftigt fald mellem de to decembermålinger. Den samlede gasproduktion faldt, efterhånden som objektet bevægede sig væk fra solvarmekilden. Vanddamp viste den mest drastiske reduktion blandt alle de overvågede elementer. Den fysiske adfærd følger de termodynamiske modeller, der er etableret for kometer.
Faldet i overfladetemperatur påvirker direkte sublimationshastigheden. Metan og kuldioxid, da de er mere flygtige, holdt stabile relative andele i perioden. Vand holdt op med at blive frigivet hurtigt på grund af dets større modstand mod frysning i et vakuum. Himmellegemet fortsatte med at udsende materiale, men med en betydeligt langsommere hastighed end den, der blev registreret ved perihelium.
3I/ATLAS repræsenterer det tredje bekræftede besøg af et interstellart objekt i vores system. Tidligere gennemgange af lignende organer har givet en meget mindre mængde kemiske data. Rumteleskopet har indvarslet en ny observationsevne for disse sjældne begivenheder. Kometen følger sin hyperbolske bane mod det dybe rum og vil ikke vende tilbage til solområdet. Materialet, der kastes ud under forbiflyvningen, giver en fysisk registrering af forholdene i dets hjemlige stjernesystem. Astrônomos vil bruge denne database til at sammenligne fremtidige påvisninger af interstellare besøgende.
