Telescópio Espacial James Webbs Nasa registrerte tilstedeværelsen av metan i den interstellare kometen 3I/ATLAS. Observasjonen representerer den første direkte deteksjonen av denne spesifikke gassen på et himmellegeme med opprinnelse utenfor vårt solsystem. Utstyret fanget kjemiske signaturer i løpet av desember måned i fjor. Objektet var allerede på vei bort fra Sol etter å ha nådd det nærmeste punktet i sin bane.
Dataene ble samlet inn av MIRI-instrumentet, som spesialiserer seg på å fange lys i det mellom-infrarøde spekteret. Den sene identifiseringen av forbindelsen overrasket astronomene som var involvert i analysen. Metan har høy flyktighet og har en tendens til å sublimere raskt når det utsettes for varme. Oppdagelsen gir nye bevis om den indre sammensetningen av legemer dannet i andre stjernesystemer og hjelper til med å kartlegge fordelingen av kjemiske elementer i galaksen.
Solar Calor avslører dype lag med isete kjerne
Metandeteksjon skjedde i to distinkte observasjonsvinduer. Forskere overvåket først kometen 3I/ATLAS mellom 15. og 16. desember. Den andre runden med målinger fant sted 27. desember. Himmellegemet var 329 millioner kilometer unna Sol i første etappe. Avstanden økte til 379 millioner kilometer i neste måling.
Utseendet til gassen bare på dette stadiet av banen indikerer en kompleks indre struktur. Metan sublimeres ekstremt lett under enhver temperaturøkning. Forbindelsens fravær fra tidligere observasjoner antyder at materialet ble beskyttet under tykke lag med is og støv. Den intense varmen som ble generert under perihelion smeltet den ytre overflaten av kjernen. Fjerningen av denne skorpen eksponerte dype reserver av flyktig gass for rommiljøet.
Den termiske dynamikken til kometer involverer direkte transformasjon av is til gass. Prosessen skaper koma, en glødende sky som omgir den steinete kjernen. 3I/ATLAS opprettholdt betydelig aktivitet selv etter å ha startet sin reise tilbake til det interstellare rommet. Energien akkumulert under maksimal tilnærming fortsatte å fremme frigjøringen av indre forbindelser i flere uker. Den termiske tregheten til kjernen gjør at underjordisk is kan fortsette å koke selv i kaldere områder.
Diferenças kjemikalier i forhold til kropper i solsystemet
Andelen grunnstoffer funnet i 3I/ATLAS er forskjellig fra standarden kjent i astronomi. Volumet av metan som ble frigjort i forhold til mengden vanndamp fanget forskergruppens oppmerksomhet. Poucos-kometer som stammer fra Nuvem av Oort eller Cinturão av Kuiper har en lignende kjemisk signatur. Den interstellare besøkende demonstrerer en uvanlig rikdom på flyktige karbonforbindelser.
Karbondioksid dominerer også objektets utslipp. Utslippshastigheten for CO2 overstiger langt vannproduksjonen. Observatórios-jorddyr hadde allerede lagt merke til denne anomalien i foreløpige analyser. Romteleskopet bekreftet den høye konsentrasjonen av karbondioksid med enestående presisjon.
- Den kjemiske sammensetningen gjenspeiler et stjernedannelsesmiljø som er forskjellig fra vårt.
- Karbondioksid forblir konsentrert i områdene nærmest kjernen.
- Vanndampen utvider seg over et mye bredere område av koma.
- Metan følger med CO2 og er begrenset til det sentrale området av objektet.
Den romlige fordelingen av gasser følger de fysiske prinsippene for ekspansjon i et vakuum. Kartleggingen viser hvordan ulike molekyler oppfører seg når de forlater den iskalde kjernen. Vann, som er mindre flyktig, danner en diffus og omfattende sky. Karbonforbindelser danner en tett, kompakt halo rundt massesenteret.
Instrumento MIRI kartlegger romlig fordeling av forbindelser
Den MIRI-integrerte Espectrômetro av Média Resolução var medvirkende til oppdagelsen. Utstyret bryter ned infrarødt lys til forskjellige bølgelengder. Teknologien gjør det mulig å identifisere den eksakte signaturen til hvert kjemisk element som finnes i gasskyen. Instrumentet målte samtidig flere forbindelser rundt kometens kjerne.
Cada lyspunkt fanget på himmelen genererte et komplett spekter av data. Observasjonsevnen til James Webb overgår alle tidligere bakkebaserte eller orbitale teleskoper. Forskere identifiserte skarpe spektrallinjer som tilsvarer metan, karbondioksid og vann. Utstyret oppdaget også spor av nikkel i sammensetningen av koma.
De detaljerte resultatene av den spektrografiske analysen har gjennomgått fagfellevurdering. Forskningen ble offisielt publisert i det vitenskapelige tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters. Dokumentet beskriver metodikken som brukes for å skille kjemiske signaturer fra rombakgrunnsstøy. Nøyaktigheten til dataene setter en ny målestokk for studiet av fjerne himmellegemer. Romobservatoriet som drives av Nasa demonstrerer sin evne til å analysere raskt bevegelige mål.
Trajetória-klaring reduserer dampaktivitet
Den samlede aktiviteten til 3I/ATLAS registrerte et kraftig fall mellom de to desembermålingene. Total gassproduksjon avtok etter hvert som objektet beveget seg bort fra solvarmekilden. Vanndamp viste den mest drastiske reduksjonen blant alle elementene som ble overvåket. Den fysiske oppførselen følger de termodynamiske modellene etablert for kometer.
Fallet i overflatetemperatur påvirker direkte sublimeringshastigheten. Metan og karbondioksid, ettersom de er mer flyktige, holdt stabile relative proporsjoner i perioden. Vann sluttet å slippe ut raskt på grunn av dets større motstand mot frysing i vakuum. Himmellegemet fortsatte å avgi materiale, men med en betydelig lavere hastighet enn det som ble registrert ved perihelium.
3I/ATLAS representerer det tredje bekreftede besøket av et interstellart objekt i systemet vårt. Tidligere passeringer av lignende kropper har gitt et mye mindre volum av kjemiske data. Romteleskopet har innledet en ny observasjonsevne for disse sjeldne hendelsene. Kometen følger sin hyperbolske bane mot verdensrommet og vil ikke returnere til solområdet. Materialet som kastes ut under forbiflyvningen gir en fysisk oversikt over forholdene som eksisterer i hjemmestjernesystemet. Astrônomos vil bruke denne databasen til å sammenligne fremtidige oppdagelser av interstellare besøkende.
