Nieuwe analyse suggereert dat de interstellaire komeet 3I/Atlas indrukwekkend oud kan zijn, met een ouderdom van ongeveer 10 tot 12 miljard jaar. De unieke samenstelling ervan verschilt van al het andere materiaal dat tot nu toe in het zonnestelsel is waargenomen, zoals gedetailleerd blijkt uit onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Dit hemellichaam vertegenwoordigt waarschijnlijk het oudste object dat ooit is geregistreerd terwijl het door ons sterrenstelsel trok, legt Martin Cordiner uit, planetair wetenschapper en astrochemicus bij het Goddard Space Flight Center van NASA, gelegen in Greenbelt, Maryland, in de Verenigde Staten. Cordiner is een van de hoofdonderzoekers die betrokken zijn bij dit recente onderzoek.
Ontdekkingen over de ongebruikelijke chemische samenstelling van 3I/Atlas
Onderzoek wijst uit dat komeet 3I/Atlas zijn oorsprong vond in een drastisch koudere omgeving, met temperaturen van rond de -243 graden Celsius. Dit scenario verschilt substantieel van de omstandigheden die heersten tijdens de vorming van de aarde en andere lichamen in ons zonnestelsel, die ongeveer 4,5 miljard jaar geleden plaatsvonden.
Met een geschatte diameter van 2,6 kilometer heeft dit astronomische object enorme afstanden afgelegd nadat het uit zijn oorspronkelijke planetenstelsel was verdreven door mechanismen die nog worden onderzocht.
“We hadden nog nooit eerder een hemellichaam met de kenmerken van 3I/Atlas waargenomen”, zei Cordiner, die het unieke karakter van de ontdekking benadrukte.
Om de eigenschappen ervan te onderzoeken, gebruikten de onderzoekers de James Webb-ruimtetelescoop, waarbij de verhoudingen van isotopen (variaties van chemische elementen zoals waterstof en koolstof) in de komeet werden gemeten.
De verhoudingen van waterstofisotopen dienden als indicatoren voor de temperatuur en stralingsniveaus in de oorspronkelijke omgeving waar 3I/Atlas werd gevormd. Koolstofisotopen hebben waardevolle inzichten opgeleverd in de samenstelling van de interstellaire gaswolk die op zijn beurt aanleiding gaf tot de komeet en zijn gastplaneetsysteem.
Opmerkelijk genoeg had het water van de komeet een concentratie deuterium – een isotoop van waterstof – die ongeveer 30 keer hoger was dan die in kometen die in een baan om ons zonnestelsel draaien. De verhoudingen van de koolstofisotopen verschilden op hun beurt aanzienlijk van die welke werden gedetecteerd in zowel objecten in ons systeem als in interstellaire wolken en nabijgelegen protoplanetaire schijven. Deze unieke compositie maakt het tot een echte “tijdcapsule”, die aanwijzingen biedt over de omstandigheden van het universum in zijn begintijd en over de vorming van planeten in omgevingen die drastisch verschillen van de onze.
Cordiner suggereerde dat 3I/Atlas hoogstwaarschijnlijk een overblijfsel is van het planeetvormingsproces dat plaatsvond rond een andere verre ster.
“Informatie verkregen van de James Webb-telescoop geeft aan dat de oorspronkelijke omgeving van het 3I/Atlas-planetaire systeem heel anders was dan ons eigen zonnestelsel”, legt Cordiner uit. Hij voegde eraan toe dat deze locatie “waarschijnlijk kouder was, met een lagere overvloed aan metalen, en onderhevig aan intensere straling van ultraviolette en kosmische straling.”
Komeet 3I/Atlas valt op door zijn rijkdom aan organische moleculen, waaronder essentiële elementen zoals koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof en zwavel. Volgens Cordiner toont dit kenmerk “aan dat, zelfs met een oorsprong in een koude en verre plaats, de vluchtige componenten die cruciaal zijn voor de ontwikkeling van het leven, zoals wij dat kennen, overvloedig aanwezig waren in die afgelegen planetaire schijf in vorming.”
De chronologie van de vorming van komeet 3I/Atlas
Analyse van de koolstofsamenstelling in 3I/Atlas suggereert dat de vorming ervan ongeveer 12 miljard jaar geleden plaatsvond, in een periode van grote stervormingsactiviteit in zijn thuisstelsel. Om het in context te plaatsen: het heelal begon ongeveer 13,8 miljard jaar geleden met de oerknal.
Hoewel onderzoekers denken dat de komeet zich mogelijk in de Melkweg heeft gevormd, sluit zijn hoge leeftijd de mogelijkheid van een oorsprong in een ander sterrenstelsel niet uit.
‘Vroeger geloofde ik dat de afstanden tussen sterrenstelsels buitensporig groot waren, maar in feite zou een interstellair object met hoge snelheid ons systeem in slechts een miljard jaar kunnen bereiken vanaf naburige sterrenstelsels zoals de Magelhaense Wolken,’ aldus Cordiner.
Komeet 3I/Atlas is mogelijk uit zijn oorspronkelijke sterrenstelsel verdreven als gevolg van intense zwaartekrachtinteracties met planeten, hoewel de hypothese van een botsing ook als een mogelijk mechanisme wordt geëvalueerd.
Eerder werden twee andere interstellaire objecten geïdentificeerd terwijl ze door ons zonnestelsel reisden: komeet 1I/’Oumuamua, waargenomen in 2017, en 2I/Borisov, ontdekt in 2019.
Momenteel beweegt 3I/Atlas zich richting de baan van Saturnus. De voorspelling is dat hij in 2029 de baan van Pluto zal passeren en rond 2035 de buitengrens van het zonnestelsel zal overschrijden en zijn reis zal voortzetten.
Ondanks de toename van complottheorieën die de 3I/Atlas associëren met mogelijke buitenaardse schepen, blijven wetenschappers ervan overtuigd dat het een natuurlijk object is.
“Hoewel de wetenschappelijke gemeenschap ontvankelijk blijft voor nieuwe inzichten, besteden we uiterste zorg aan het evalueren van het bewijsmateriaal voor alle hypothesen”, aldus Cordiner. Hij concludeerde door te stellen dat “in dit specifieke geval het bewijs vanaf het begin ondubbelzinnig was, wijzend op de waarneming van een object met komeetachtige kenmerken, en deze interpretatie werd consequent gevalideerd door daaropvolgende waarnemingen.”