Kometa 3I/Atlas przez długie tygodnie rozpalała wyobraźnię miłośników astronomii i nie dawała spać naukowcom. Teraz, dzięki niezwykłemu badaniu, udało się poznać jedną z tajemnic tego niezwykłego obiektu.
Kometa 3I/Atlas była zaledwie trzecim znanym obiektem międzygwiazdowym, który odwiedził nasz Układ Słoneczny. Był to gość z zupełnie innego, obcego świata, spowity mgiełką tajemnicy, starszy niż nasze Słońce.
Teraz brytyjscy astronomowie odkryli nowe wskazówki dotyczące pochodzenia komety 3I/Atlas. W nowym artykule opublikowanym w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society naukowcy ujawniają, iż kometa 3I/Atlas narodziła się w mrocznych i ekstremalnie zimnych rejonach na obrzeżach swojego macierzystego układu gwiezdnego.
Skład chemiczny zdradził temperaturę narodzin
W przypadku komety 3I/Atlas szczególnie interesujący okazał się azot. Naukowcy dzięki instrumentu WEAVE, zainstalowanym na 4,2-metrowym Teleskopie Williama Herschela, wykryli jednocześnie pięć różnych rodzajów jonów w gazie otaczającym kometę.
Samo stwierdzenie obecności poszczególnych pierwiastków nie wystarcza jednak do odtworzenia historii obiektu. Znacznie więcej mówi proporcja konkretnych związków chemicznych. Badacze porównali ilość azotu cząsteczkowego, czyli dinitrogenu, z ilością tlenku węgla.
Na rysunku przedstawiono różnice w rozmieszczeniu pyłu (niebieski), gazu (zielony) i jonów (czerwony) w komecie 3I/Atlas. Obraz: Lea Ferellec (CC BY 4.0)Dinitrogen i tlenek węgla zachowują się inaczej w zależności od temperatury panującej w miejscu, w którym powstaje materiał kometarny. Przy bardzo niskich temperaturach azot może zostać uwięziony w lodzie i pozostać w nim przez bardzo długi czas.
Analiza komety 3I/Atlas wskazuje, iż kometa powstała w środowisku, w którym temperatura mogła być niższa niż -240 stopni Celsjusza. To mniej więcej temperatura, przy której większość substancji występujących w kometach znajduje się w postaci lodu.
Sugeruje to, iż kometa powstała w dużej odległości od swojej macierzystej gwiazdy, na zewnętrznych, lodowych krańcach własnego układu słonecznego.
Kometa musiała powstać daleko od swojej gwiazdy
Wynik ten pozwala zawęzić możliwe miejsce narodzin komety 3I/Atlas. Tak niska temperatura jest charakterystyczna dla bardzo odległych obszarów układu planetarnego, gdzie promieniowanie macierzystej gwiazdy jest słabe, a materiał może przez długi czas pozostawać zamrożony.
Nie oznacza to jednak, iż astronomowie znają już konkretną gwiazdę, wokół której powstała kometa 3I/Atlas. Na obecnym etapie można mówić przede wszystkim o warunkach fizycznych panujących w jej pierwotnym środowisku. Ze względu na długą drogę, jaką przebyła kometa, była ona poddawana prawdopodobnie wielu asystom grawitacyjnym, które delikatnie zmieniały jej tor lotu. Miejsca jej powstania nigdy nie poznamy.
Wiemy natomiast, iż kometa mogła powstać w zewnętrznej części układu planetarnego, a później zostać wyrzucona w przestrzeń międzygwiazdową podczas oddziaływania z innymi planetami lub gwiazdami. Przez kolejne miliardy lat jej skład chemiczny pozostawał w dużej mierze zapisem tamtego odległego miejsca.
Pięć jonów pokazało, co dzieje się w ogonie
Badanie 3I/Atlas było możliwe dzięki możliwościom instrumentu WEAVE, czyli WHT Enhanced Area Velocity Explorer. Urządzenie zostało zainstalowane na teleskopie Williama Herschela i wyposażone w tryb Large Integral Field Unit, znany jako LIFU.
To rozwiązanie pozwala analizować światło pochodzące z wielu punktów obserwowanego obszaru jednocześnie. Zamiast otrzymywać wyłącznie obraz komety, astronomowie mogą sprawdzić, jakie długości fal światła docierają z poszczególnych fragmentów jej otoczenia. Ponieważ różne atomy i cząsteczki pozostawiają w widmie charakterystyczne ślady, można w ten sposób określić skład chemiczny obserwowanego gazu.
Astronomowie przyjrzeli się również temu, jak skład gazu zmieniał się wraz z odległością od jądra 3I/Atlas. To pozwoliło prześledzić procesy zachodzące w jej otoczeniu po zbliżeniu do Słońca.
Kiedy kometa znajduje się bliżej naszej gwiazdy, jej powierzchnia jest ogrzewana przez promieniowanie słoneczne. Lód zaczyna sublimować, czyli przechodzi bezpośrednio ze stanu stałego w gaz. Uwolniony materiał tworzy otoczkę wokół jądra, a promieniowanie i wiatr słoneczny powodują powstawanie charakterystycznego warkocza.
Nie jest to więc zwykła smuga materii pozostawiona za poruszającym się obiektem. Warkocz komety powstaje przede wszystkim w wyniku oddziaływania jej materiału z promieniowaniem i cząstkami pochodzącymi ze Słońca. Analiza jonów w różnych częściach tego obszaru pozwoliła naukowcom zobaczyć, jak materiał zmienia się wraz z jego oddalaniem od jądra.
Obserwacje kometa 3I/Atlas pokazują, jak dużo informacji można uzyskać z analizy światła emitowanego przez gaz otaczający kometę. W tym przypadku astronomowie nie musieli wysyłać sondy do obiektu ani pobierać z niego próbek. Skład chemiczny został odczytany z odległości na podstawie charakterystycznych sygnałów w jego widmie.
Kometa 3I/Atlas, gość z innego świata
Kometa 3I/Atlas została odkryta w lipcu 2025 r. i gwałtownie stała się obiektem zainteresowania astronomów na całym świecie. Jej trajektoria nie była związana grawitacyjnie ze Słońcem. Obiekt pojawił się w naszym układzie planetarnym z przestrzeni międzygwiazdowej, minął Słońce, a następnie rozpoczął dalszą podróż w kierunku przestrzeni międzygwiazdowej. Nigdy już do nas nie wróci.
To właśnie odróżnia ją od większości obserwowanych przez nas komet. Typowa kometa należy do Układu Słonecznego i pozostaje na orbicie wokół Słońca. 3I/Atlas powstała natomiast wokół innej gwiazdy, a później została wyrzucona ze swojego układu i przez miliardy lat przemierzała przestrzeń kosmiczną.
Wcześniej astronomowie mieli do czynienia tylko z dwoma podobnymi gośćmi. Pierwszym był ʻOumuamua, odkryty w 2017 r., a drugim 2I/Borisov, zauważony w 2019 r. Każdy kolejny obiekt międzygwiazdowy jest więc okazją do sprawdzenia, czy procesy zachodzące podczas narodzin planet w innych układach przypominają te, które znamy z własnego podwórka.
