Необыкновенная комета, идентифицированная как третий межзвездный объект, вошедший в нашу Солнечную систему, имеет свое происхождение и загадочные условия ее формирования, раскрытые новыми исследованиями. Ученые стремятся раскрыть тайны миров за пределами нашего.

Самые последние исследования, основанные на телескопических наблюдениях кометы 3I/ATLAS, углубляют ее химическую структуру. Результаты показывают, что это небесное тело возникло во внешней и удивительно тихой части удаленной планетной системы.

Межзвездный объект 3I/ATLAS, характеризующийся обширной комой газа и пыли, привлек внимание астрономов с момента его первого обнаружения 1 июля 2025 года.

После непродолжительного прохождения через нашу звездную систему 3I/ATLAS, третий из когда-либо зарегистрированных межзвездных объектов, теперь удаляется. Это ледяное тело, отличающееся от всех комет, вращающихся вокруг Солнца, уже превзошло орбиту Юпитера и вскоре вернется в обширное межзвездное пространство, не предсказывая возвращения в поле зрения человека.

Этот космический гость, напоминающий комету, окутанную облаками газа и пыли, был зачат в диске обломков вокруг далекой звезды. Это предоставило экспертам редкую возможность изучить фундаментальные материалы другой планетной системы. С момента его открытия глобальные обсерватории направили свои телескопы на небесное тело, анализируя его состав до и после его наибольшего сближения с Солнцем, периода, когда солнечное тепло испарило часть его поверхности.

По той же теме: Комета 3I/ATLAS интригует учёных, игнорируя гравитацию и вновь разжигая дебаты о её происхождении.

Редкое появление трех межзвездных объектов в нашей системе

3I/ATLAS присоединяется к избранной группе из трех межзвездных объектов, обнаруженных на сегодняшний день в нашей Солнечной системе. Первая, удлиненная структура 1I/’Оумуамуа, была замечена в 2017 году. В 2019 году 2I/Борисов стал первым межзвездным объектом, официально отнесенным к категории комет.

После года детальных наблюдений и исследований исследователи теперь предполагают, что 3I, вероятно, возникла из холодных, далеких краев протопланетного диска своей звезды, образования обломков, которые дали начало планетам, лунам и астероидам.

В недавнем исследовании, опубликованном на arXiv.org в виде препринта, ожидающего рецензирования, космический телескоп Джеймса Уэбба использовался для анализа пыли от кометы 3I. Анализ структуры силикатных соединений, обнаруженных в коме кометы, привел команду к выводу, что 3I образовался очень далеко от внутренней области ее протопланетного диска. Эти новые открытия, добавленные к другим химическим данным изотопов водорода и углерода, укрепляют теорию о том, что 3I возник на окраине древней звездной системы.

Как отметила Карен Мич, астроном из Гавайского университета, вся эта информация обрисовывает очень интересную панораму, предполагающую, что это единственный объект, сформировавшийся на большом расстоянии от своей родительской звезды. Она подчеркивает, что ничего подобного никогда не наблюдалось в нашей Солнечной системе.

Ключи к отдаленному происхождению кометных материалов

Большая часть каменистых тел, разбросанных по галактике, включая планеты земной группы, астероиды и кометы, состоит из силикатов, минералов, содержащих кремний и кислород. Эти твердые материалы можно найти в кристаллической форме с организованным расположением атомов или в аморфной форме, где атомы не следуют определенному шаблону.

Планеты, спутники и другие более мелкие каменистые тела возникают из протопланетного диска, окружающего их центральную звезду. Моделируя этот процесс формирования, ученые поняли, что кристаллические силикаты имеют тенденцию легче образовываться во внутренних частях диска, ближе к звезде. В нашей Солнечной системе эти кристаллические силикаты были перенесены во внешние регионы сильными потоками газа и пыли, исходящими от Солнца.

Все материалы: Последние Новости (RU)

Мэтью Беляков, астроном из Калифорнийского технологического института, принимавший участие в новом анализе пыли 3I, объяснил, что на раннем этапе, еще до того, как газ и пыль рассеялись, в Солнечной системе наблюдались большие турбулентные потоки. Эта интенсивная турбулентность в системе привела к тому, что материал из внутренних областей смешивался с материалами из более отдаленных областей.

Напротив, кометы, возникшие во внешних областях нашей Солнечной системы, до сих пор содержат кристаллические силикаты. «3I просто не соответствует этому профилю», — сказал Беляков.

Используя прибор среднего инфракрасного диапазона космического телескопа Джеймса Уэбба, Беляков и его коллеги исследовали световой след пыли, окружающей комету 3I. Разделив этот свет на спектр, исследователи смогли определить, какая часть силикатов 3I имеет кристаллическую структуру.

Подробнее по теме: Новое исследование кометы 3I/ATLAS раскрывает важнейшие тайны ее формирования и звездного происхождения

Вывод был таков: их почти не было. “Она не поглотила никакого материала, образовавшегося вблизи ее родительской звезды”, – отметил Беляков, добавив, что на самом деле комета развивалась исключительно из пыли, поступающей из внешних областей.

Карен Мич, которая не принимала непосредственного участия в этом конкретном исследовании, выразила удивление по поводу открытия. Для нее было неожиданностью отметить очевидное отсутствие значительной смеси, учитывая небольшое количество обнаруженных кристаллических силикатов.

Все еще существует вероятность того, что некоторые кристаллические силикаты могли остаться скрытыми от телескопов из-за свечения более крупных пылинок, которые могли замаскировать их сигнал. Тем не менее, преобладание аморфных силикатов в 3I указывает на спокойную среду формирования – гораздо менее турбулентную, чем наша известная Солнечная система – предполагая, что другие планетные системы могут удивительно отличаться от нашей.

Холодная среда формирования кометы

Другое свидетельство происхождения кометы 3I связано с ее химическим составом, в котором содержится высокий уровень угарного газа, углекислого газа и метана. Эти соединения легко разлагаются в жарких условиях, что позволяет предположить, что комета образовалась в месте с чрезвычайно низкими температурами.

Узнать больше: Новое исследование раскрывает тайны кометы 3I/ATLAS и ее интригующего космического происхождения

И Уэбб, и Большая миллиметровая решетка Атакамы (ALMA), расположенная в Чили, смогли идентифицировать молекулы воды в газе из комы 3I, обнаружив высокую концентрацию так называемой тяжелой воды.

В то время как обычная молекула воды имеет один атом кислорода и два атома водорода, тяжелая вода состоит из одного атома кислорода, одного общего атома водорода и более плотной формы водорода, известной как дейтерий. Измерения, проведенные ALMA в апреле, показали, что соотношение тяжелой воды к обычной воде в комете 3I примерно в 30 раз больше, чем в кометах нашей Солнечной системы, что является еще одним доказательством того, что условия ее образования были чрезвычайно холодными, достигая температуры ниже -243 градусов по Цельсию.

Луис Мансано, астроном из Мичиганского университета, участвовавший в наблюдениях ALMA, объяснил, что при низких температурах может происходить только реакция, усиливающая дейтерий. Ожидается, что 3I/ATLAS возникла в самых отдаленных областях своего протопланетного диска, поскольку чем больше расстояние от протозвезды, тем ниже достигаются температуры.

Другая важная зависимость — количество углерода-12 по сравнению с углеродом-13, который более тяжел, — также раскрывает особенности кометы 3I. Наблюдения Уэбба, опубликованные в июне, показали, что комета имеет низкий уровень углерода-13 по сравнению с другими объектами Солнечной системы, а также межзвездными облаками и близлежащими протопланетными дисками. Это может указывать на то, что 3I образовался в очень далеком прошлом, возможно, около 12 миллиардов лет назад, возможно, вокруг звезды, расположенной на окраине Млечного Пути, где концентрация тяжелых элементов ниже.

Узнать больше: Комета 3I/ATLAS: новый анализ открывает интригующие разгадки ее космического происхождения

Беляков, который не принимал непосредственного участия в открытиях углерода, объяснил, что крупные звезды генерируют в своих потоках больше углерода-13, со временем обогащая галактику этим изотопом. Поскольку 3I не содержит большого количества углерода-13, эта особенность позволяет предположить, что он сформировался на ранних этапах истории нашей галактики, что дает убедительные доказательства этой гипотезы.

Учитывая проекции его траектории, которые указывают на то, что астероид 3I путешествовал через межзвездное пространство в течение миллиардов лет, прежде чем достичь нас, такая доля углерода может означать, что этот фрагмент камня и льда диаметром примерно 2,4 километра является старейшим планетарным телом, когда-либо обнаруженным наукой.

Бесконечный поиск космических посетителей

Хотя телескопы на Земле и в космосе предоставили необычайную информацию о 3I/ATLAS, остаются загадки и переменные, которые могут дать еще больше информации о его происхождении.

Карен Мич, астроном из Гавайского университета, подчеркнула, что измерения изотопов кислорода, азота и благородных газов будут важнейшими индикаторами процессов, происходящих в диске. Она считает, что углубленная работа с изотопами может дать ценную информацию о месте образования и связанных с этим физических явлениях, но признает, что некоторые из этих измерений было бы чрезвычайно сложно выполнить с Земли.

Для более детального анализа будущих межзвездных объектов некоторые ученые выступают за создание космического корабля-перехватчика, способного совершить облет. Хотя это сложная задача, она не является невозможной. Европейское космическое агентство планирует запустить миссию «Перехватчик кометы» в 2028 или 2029 году, которая останется в космосе в ожидании прибытия еще не обнаруженной долгопериодической кометы, которая станет ее целью. Если повезет, другой межзвездный объект может пройти мимо, пока комета-перехватчик находится в режиме ожидания. Мич сказал, что если бы можно было послать масс-спектрометр сквозь кометную пыль, чтобы получить все эти подробные измерения, эксперименты были бы впечатляющими.

Ученые еще не уверены, как часто нас посещают злоумышленники из-за пределов Солнечной системы, но когда прибудут следующие, передовые обсерватории, такие как новая Вера С. Рубин, которая опубликовала свои первые изображения в прошлом году, будут иметь хорошие шансы обнаружить их.

Мэтью Беляков пришел к выводу, что человечество, возможно, в ближайшие годы вступит в «золотой век астрономии межзвездных объектов».