Telescópio Espacial James Webb:s Nasa registrerade närvaron av metan i den interstellära kometen 3I/ATLAS. Observationen representerar den första direkta upptäckten av denna specifika gas på en himlakropp som har sitt ursprung utanför vårt solsystem. Utrustningen fångade kemiska signaturer under december månad förra året. Objektet var redan på väg bort från Sol efter att ha nått den närmaste punkten i sin omloppsbana.
Data samlades in av MIRI-instrumentet, som är specialiserat på att fånga ljus i det mellaninfraröda spektrumet. Den sena identifieringen av föreningen överraskade astronomerna som var inblandade i analysen. Metan har hög volatilitet och tenderar att sublimeras snabbt när det utsätts för värme. Upptäckten ger nya bevis om den inre sammansättningen av kroppar som bildas i andra stjärnsystem och hjälper till att kartlägga fördelningen av kemiska element i galaxen.
Solar Calor exponerar djupa lager av isig kärna
Metandetektering inträffade i två distinkta observationsfönster. Forskare övervakade initialt kometen 3I/ATLAS mellan 15 och 16 december. Den andra mätomgången ägde rum den 27 december. Himlakroppen var 329 miljoner kilometer bort från Sol i den första etappen. Avståndet ökade till 379 miljoner kilometer i nästa mätning.
Gasens utseende endast i detta skede av banan indikerar en komplex inre struktur. Metan sublimeras extremt lätt under alla temperaturhöjningar. Föreningens frånvaro från tidigare observationer tyder på att materialet var skyddat under tjocka lager av is och damm. Den intensiva värmen som genererades under perihelion smälte kärnans yttre yta. Borttagandet av denna skorpa exponerade djupa reserver av flyktig gas för rymdmiljön.
Kometernas termiska dynamik involverar direkt omvandling av is till gas. Processen skapar koma, ett glödande moln som omger den steniga kärnan. 3I/ATLAS upprätthöll betydande aktivitet även efter att ha påbörjat sin resa tillbaka in i det interstellära rymden. Energin som ackumulerades under maximalt tillvägagångssätt fortsatte att underblåsa frisättningen av inre föreningar i flera veckor. Kärnans termiska tröghet tillåter underjordisk is att fortsätta koka även i kallare områden.
Diferenças kemikalier i relation till kroppar i solsystemet
Andelen grundämnen som finns i 3I/ATLAS skiljer sig från den standard som är känd inom astronomi. Volymen metan som frigörs i förhållande till mängden vattenånga fångade forskargruppens uppmärksamhet. Poucos-kometer som kommer från Nuvem av Oort eller Cinturão av Kuiper har en liknande kemisk signatur. Den interstellära besökaren visar en ovanlig rikedom av flyktiga kolföreningar.
Koldioxid dominerar också föremålets utsläpp. Utsläppshastigheten för CO2 överstiger vida vattenproduktionen. Observatórios-jorddjur hade redan märkt denna anomali i preliminära analyser. Rymdteleskopet bekräftade den höga koncentrationen av koldioxid med oöverträffad precision.
- Den kemiska sammansättningen återspeglar en stjärnbildningsmiljö som är skild från vår.
- Koldioxiden förblir koncentrerad till områden närmast kärnan.
- Vattenångan expanderar över ett mycket bredare område av koma.
- Metan följer med CO2 och är begränsad till det centrala området av objektet.
Den rumsliga fördelningen av gaser följer de fysikaliska principerna för expansion i vakuum. Kartläggningen visar hur olika molekyler beter sig när de lämnar den iskalla kärnan. Vatten, som är mindre flyktigt, bildar ett diffust och omfattande moln. Kolföreningar bildar en tät, kompakt halo runt massans centrum.
Instrumento MIRI kartlägger rumslig fördelning av föreningar
Den MIRI-integrerade Espectrômetro från Média Resolução var avgörande för upptäckten. Utrustningen bryter ner infrarött ljus till olika våglängder. Tekniken gör det möjligt att identifiera den exakta signaturen för varje kemiskt element som finns i gasmolnet. Instrumentet mätte samtidigt flera föreningar runt kometens kärna.
Cada ljuspunkt fångade på himlen genererade ett komplett spektrum av data. Observationsförmågan hos James Webb överträffar den hos alla tidigare markbaserade eller orbitala teleskop. Forskare identifierade skarpa spektrallinjer som motsvarar metan, koldioxid och vatten. Utrustningen upptäckte också spår av nickel i sammansättningen av koma.
De detaljerade resultaten av den spektrografiska analysen har genomgått peer review. Forskningen publicerades officiellt i den vetenskapliga tidskriften The Astrophysical Journal Letters. Dokumentet beskriver metodiken som används för att separera kemiska signaturer från rymdljud. Noggrannheten i uppgifterna sätter ett nytt riktmärke för studier av avlägsna himlakroppar. Rymdobservatoriet som drivs av Nasa visar sin förmåga att analysera snabbt rörliga mål.
Trajetória clearance minskar vapingaktivitet
Den övergripande aktiviteten för 3I/ATLAS noterade ett kraftigt fall mellan de två decembermätningarna. Den totala gasproduktionen minskade när föremålet flyttade bort från solvärmekällan. Vattenånga visade den mest drastiska minskningen bland alla övervakade element. Det fysiska beteendet följer de termodynamiska modeller som etablerats för kometer.
Fallet i yttemperatur påverkar direkt sublimeringshastigheten. Metan och koldioxid har, eftersom de är mer flyktiga, bibehållit stabila relativa proportioner under perioden. Vatten slutade släppas ut snabbt på grund av dess större motståndskraft mot frysning i vakuum. Himlakroppen fortsatte att avge material, men i en avsevärt långsammare hastighet än den som registrerades vid perihel.
3I/ATLAS representerar det tredje bekräftade besöket av ett interstellärt objekt i vårt system. Tidigare genomgångar av liknande kroppar har gett en mycket mindre mängd kemiska data. Rymdteleskopet har inlett en ny observationsförmåga för dessa sällsynta händelser. Kometen följer sin hyperboliska bana mot rymden och kommer inte att återvända till solområdet. Materialet som kastas ut under förbiflygningen ger en fysisk registrering av förhållandena som existerar i dess hemstjärnsystem. Astrônomos kommer att använda denna databas för att jämföra framtida upptäckter av interstellära besökare.
