Kometa 3I/Atlas schudła w dziwny sposób. „Z jądra uciekły miliardy kilogramów”

Kometa 3I/Atlas przybyła do nas z innego układu planetarnego niosąc w sobie materiał z obcego świata. Okazało się jednak, iż ten międzygwiazdowy gość zostawił nam niespodziankę. Naukowcy obliczyli, ile materii kometa straciła podczas spotkania z naszym Słońcem. W najbardziej rozbudowanych scenariuszach mowa jest o miliardach kilogramów.

Kometa 3I/Atlas odkryta została w lipcu 2025 r. To trzeci potwierdzony obiekt międzygwiezdny zaobserwowany podczas przelotu przez nasz Układ Słoneczny. W przeciwieństwie do zwykłych komet, które krążą wokół Słońca, przybyła z przestrzeni międzygwiezdnej, a jej trajektoria wskazuje, iż nie jest związana grawitacyjnie z naszą gwiazdą. Po przelocie przez nasze kosmiczne podwórko poleci dalej i nigdy już nie wróci.

Komety międzygwiezdne, powstałe z pozostałości po formowaniu się planet, dostarczają bezcennych informacji o składzie chemicznym układów planetarnych poza naszym Układem Słonecznym.

W miarę zbliżania się do Słońca powierzchnia komety 3I/Atlas ogrzewała się, a zamarznięte substancje zaczęły przechodzić bezpośrednio w stan gazowy. Proces ten nazywamy sublimacją. Uwalniane gazy i pył utworzyły otoczkę wokół jądra komety, zwaną komą.

Każda porcja uwolnionej materii oznaczała, iż kometa traciła część swojej powierzchni. Tessa Frincke i Darryl Seligman z Michigan State University postanowili obliczyć, jak duża mogła być ta zmiana. Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Z jądra komety zniknęły miliardy kilogramów

Badacze wykorzystali opublikowane wcześniej pomiary ilości gazu uwalnianego przez 3I/Atlas przed największym zbliżeniem do Słońca i po nim. Prześledzili zmiany aktywności komety na kolejnych etapach jej podróży, a następnie oszacowali łączną masę utraconej materii.

Wynik robi wrażenie. Według obliczeń kometa mogła uwolnić choćby 58 mld kg (58 mln t) gazu. Jego skład to głównie woda, dwutlenek węgla i tlenek węgla. To substancje, które trafiły w przestrzeń kosmiczną.

Sama masa utraconego gazu nie mówi jeszcze, jak głęboko zmieniła się powierzchnia. Aby to oszacować, naukowcy przyjęli, iż początkowy promień jądra 3I/Atlas wynosił 1,3 km, a jego gęstość była typowa dla komet znanych z naszego Układu Słonecznego. Następnie obliczyli, o ile musiał zmniejszyć się promień obiektu, gdyby utracił wyliczoną ilość materii.

Z tych obliczeń wynika, iż samo uwalnianie gazu odpowiada erozji warstwy o grubości 5,24 m. Gdyby utrata materii rozkładała się równomiernie na całej powierzchni jądra, kometa straciłaby kilka metrów swojej zewnętrznej warstwy. Autorzy szacują, iż odpowiada to około 0,40–1,25 proc. początkowej masy obiektu.

Więcej na Spider’s Web:

Kometa nie pozbywa się jednak wyłącznie gazu. Wraz z nim w przestrzeń kosmiczną uciekają cząstki stałej materii, czyli pył. o ile astronomowie uwzględnią również tę stratę, oszacowana głębokość erozji wyraźnie wzrośnie.

Frincke i Seligman sprawdzili różne scenariusze, zakładając odmienne proporcje pyłu i gazu. Gdy masa utraconego pyłu jest równa masie utraconego gazu, model wskazuje na ubytek warstwy o grubości choćby 10,5 m. o ile natomiast kometa traciła cztery razy więcej pyłu niż gazu, szacowana erozja rośnie do choćby 26,7 m.

Ta ostatnia wartość jest szczególnie interesująca. Oznaczałaby, iż podczas przelotu przez Układ Słoneczny z jądra mogła zniknąć warstwa o gruba jak wysokość 9 piętrowego budynku. Wynik zależy od przyjętych proporcji pyłu do gazu oraz czasu, przez jaki kometa pozostawała aktywna.

Promieniowanie kosmiczne mogło zmienić kometę

Naukowcy próbują ustalić ile powierzchni straciła 3I/Atlas ponieważ. pod zewnętrzną warstwą komety mogą znajdować się substancje z pierwotnego skład obiektu. To, co bowiem obserwujemy obecnie, niekoniecznie odpowiada temu, z czego kometa była zbudowana w chwili powstania.

Wcześniejsze badania sugerowały, iż przez miliardy lat podróży promieniowanie kosmiczne mogło przekształcać chemiczny skład zewnętrznych warstw komety 3I/Atlas. Jednym z proponowanych procesów jest przemiana tlenku węgla w dwutlenek węgla. Taka reakcja mogłaby wyjaśniać, dlaczego w gazach uwalnianych przez 3I/Atlas przed największym zbliżeniem do Słońca zaobserwowano wyjątkowo dużo dwutlenku węgla. Według wcześniejszego modelu strefa zmieniona przez promieniowanie mogła sięgać na głębokość około 15–20 m.

Jeżeli słoneczne ciepło rzeczywiście odsłoniło pierwotną materię, astronomowie mogą zyskać cenną okazję do poznania chemii odległego układu planetarnego.

Istnieje też inne wyjaśnienie zmian w składzie gazów. Poszczególne rodzaje lodu mogą znajdować się na różnych głębokościach jądra, dlatego zmiana proporcji uwalnianych substancji nie musi automatycznie oznaczać odsłonięcia pierwotnej materii. Niekiedy kometa może po prostu zacząć uwalniać związki z innej warstwy niż wcześniej.

Główna ilustracja wygenerowana przez AI.