Ook al bevindt hij zich al op zijn definitieve vertrekroute uit het zonnestelsel, de interstellaire komeet 3I/ATLAS blijft voor astronomen verrassingen genereren. Een studie gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters wijst op de uitstoot van methaan door het object, wat de eerste detectie van dit gas bij een bezoeker uit een ander deel van de Melkweg vertegenwoordigt.
De ontdekking wordt zelfs nog relevanter omdat het aandeel methaan in verhouding tot water groter is dan wat wordt waargenomen bij kometen uit het zonnestelsel. De bevinding versterkt de hypothese dat 3I/ATLAS zijn oorsprong vindt in een omgeving die heel anders is dan de omgeving die verantwoordelijk is voor de vorming van de hemellichamen die de zon omringen.
De waarnemingen vonden plaats tussen 15 en 16 december 2025 met NASA’s James Webb Space Telescope (JWST), met behulp van het Mid-Infrared Instrument (MIRI). Destijds bevond 3I/ATLAS zich op ongeveer 330 miljoen kilometer van de zon, nadat hij bijna twee maanden eerder zijn dichtste nadering had gemaakt.
Een deel van de observatiecampagne had te maken met technische problemen en vereiste herhaling op 27 december. In deze nieuwe sessie bevond de komeet zich al op bijna 380 miljoen kilometer van de zon. De tegenslag kwam uiteindelijk ten goede aan de onderzoekers, omdat het de vergelijking van de activiteit van het object in verschillende fasen van zijn passage mogelijk maakte.
Bij het naderen van de zon raakte het oppervlak van 3I/ATLAS oververhit
Toen de komeet het perihelium bereikte, het dichtst bij de zon gelegen punt op zijn traject, kreeg hij te maken met intense verhitting aan het oppervlak. Dit proces verhoogde de uitstoot van gassen en bevroren deeltjes die in de kern waren opgeslagen.
Tijdens de eerste metingen registreerde James Webb grote hoeveelheden waterdamp die ontsnapten uit de coma, de wolk van gas en stof rond de kern. Het fenomeen doet zich voor wanneer ijs opwarmt en direct overgaat van een vaste naar een gasvormige toestand.
Dagen later namen wetenschappers, zoals gerapporteerd in een verklaring, een significante verandering waar. De productie van waterdamp daalde scherp, wat wijst op een verzwakking van de impact van zonnewarmte. De komeet was de sneeuwgrens al gepasseerd, een zone waarin de temperatuur ervoor zorgt dat water bevroren blijft.
Terwijl de wateruitstoot afnam, bleven er andere gassen vrijkomen. Volgens de onderzoekers sublimeren verbindingen zoals koolstofdioxide en methaan bij lagere temperaturen en blijven ze actief, zelfs als het object zich van de zon verwijdert.
Naast methaan detecteerde JWST kooldioxide en nikkeldamp. De gegevens bevestigden eerdere waarnemingen die al duidden op een ongewoon volume kooldioxide vergeleken met water in de komeet.
Het grote nieuws was echter de identificatie van methaan. Hoewel het in het heelal gebruikelijk is, is het gas nog nooit waargenomen in de twee eerdere interstellaire objecten die het zonnestelsel doorkruisten: de asteroïde 1I/’Oumuamua, waargenomen in 2017, en de komeet 2I/Borisov, ontdekt in 2019.
Het aspect dat de meeste aandacht van wetenschappers trok, was dat methaan pas verscheen nadat het door het dichtstbijzijnde punt bij de zon was gegaan. De belangrijkste verklaring geeft aan dat het gas verborgen bleef in diepe lagen van de kern. Het duurde enige tijd voordat de hitte van de nadering het binnenland binnendrong, deze gebieden verwarmde en het methaan pas later vrijkwam.
Onderzoekers schatten dat de oppervlaktelagen van de komeet miljarden jaren geleden veel van hun methaan hebben verloren. Voordat het object in de interstellaire ruimte werd uitgestoten, zou het in zijn oorsprongssysteem verhitting hebben ondergaan, waardoor de buitenste afzettingen van dit gas waren geëlimineerd.
Comet heeft 40 keer meer methaan dan koolstof
Wetenschappers merkten ook op dat naarmate de methaanuitstoot toenam, de koolmonoxide-uitstoot in dezelfde mate toenam. In december uitstootte de komeet ongeveer 40 keer meer koolmonoxide dan kooldioxide.
Uit de analyses bleek dat zowel methaan als kooldioxide in grote hoeveelheden in water voorkomen. Hoewel ongebruikelijk volgens de normen van het zonnestelsel, kan dit typerend zijn voor de regio waar 3I/ATLAS werd gevormd.
De interstellaire bezoeker wordt geschat op ongeveer 12 miljard jaar oud. Als de schatting wordt bevestigd, is het met 4,6 miljard jaar oud veel ouder dan het zonnestelsel en bevat het gegevens over een afgelegen fase in de geschiedenis van het sterrenstelsel.
Interstellaire objecten trekken de belangstelling van de wetenschap omdat ze fungeren als tijdcapsules van verre planetaire systemen. Ze stellen astronomen in staat omgevingen te onderzoeken die onmogelijk met andere middelen kunnen worden bestudeerd.
De atypische verhoudingen van methaan, koolstofdioxide en water die in 3I/ATLAS zijn gedetecteerd, bevestigen dat het werd geboren in andere omstandigheden dan die waarin de kometen van het zonnestelsel ontstonden. Deze variaties dragen bij aan het begrijpen van de diversiteit van planetaire systemen in de Melkweg.
