Kometa 3I/Atlas przyleciała z przestrzeni międzygwiezdnej, minęła Słońce i właśnie oddala się od nas na zawsze. Zanim jednak zniknie w ciemności, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zdążył wykonać coś wyjątkowego. Pobrał jej chemiczny odcisk palca w średniej podczerwieni. Wynik jest zaskakujący.
Układ Słoneczny co jakiś czas odwiedzają goście z najdalszych zakątków galaktyki. Obiekty międzygwiezdne, bo o nich mowa, podróżują przez miliony lat, zanim przypadkiem przemkną w pobliżu Ziemij. Dla astronomów to jedyna okazja, aby zbadać skład chemiczny ciał niebieskich powstałych wokół innych gwiazd, bez konieczności wysyłania sond w trwające wieki misje. Najnowszym celem takich badań stała się kometa międzygwiezdna 3I/Atlas, a narzędziem, które pozwoliło zajrzeć w jej strukturę Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.
Kometa 3I/Atlas to dopiero trzeci potwierdzony obiekt międzygwiezdny, jaki udało się zauważyć w naszym Układzie Słonecznym. Po raz pierwszy podczas obserwacji takiego obiektu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba bezpośrednio wykrył metan. Metan jest wysoce lotny, co oznacza, iż bardzo łatwo sublimuje ze stałego lodu do postaci gazowej.
Metan ukryty pod powierzchnią
Jego opóźnione pojawienie się w komecie 3I/Atlas sugeruje, iż był on ukryty pod górną warstwą powierzchniową komety i chroniony przed sublimacją, dopóki ciepło z bliskiego przelotu komety w pobliżu Słońca nie dotarło do głębszych warstw lodowej podpowierzchni. Wyniki badania opublikowano w magazynie The Astrophysical Journal Letters.
Ilość znalezionego metanu w stosunku do wody jest zaskakująco wysoka, a podobnych odpowiedników w naszym Układzie Słonecznym jest niewiele.
Obraz przedstawia międzygwiezdną kometę 3I/Atlas, zarejestrowaną przez instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) na Teleskopie Kosmicznym Jamesa Webba należącym, wraz z konturami ilustrującymi rozmieszczenie poszczególnych gazów w momencie obserwacji komety. Para wodna (po lewej) rozprzestrzenia się daleko poza jądro komety, ponieważ jej znaczna część jest uwalniana z lodowych ziaren w komie, podczas gdy dwutlenek węgla (w środku) i metan (po prawej) są najbardziej skoncentrowane w pobliżu jądra komety. Źródło: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Belyakov (Caltech), I. Wong (STScI), Przetwarzanie obrazu: A. Pagan (STScI)Obserwacje Webba potwierdziły również, iż kometa 3I/Atlas przez cały czas charakteryzuje się niezwykłą zawartością dwutlenku węgla i uwalnia znacznie więcej dwutlenku węgla w stosunku do wody w porównaniu do typowych komet Układu Słonecznego.
Te dwa najważniejsze odkrycia, nadmiar metanu oraz wysokie stężenie dwutlenku węgla, stanowią solidny dowód na to, iż 3I/Atlas narodziła się w zupełnie innych warunkach niż obiekty z pasów Kuipera czy obłoku Oorta. Chemia jej macierzystego układu planetarnego musiała opierać się na innych proporcjach pierwiastków, a sam proces formowania komety prawdopodobnie zachodził w znacznie niższych temperaturach.
Więcej na Spider’s Web:
Kometa z innego świata
Dodatkowo, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zaobserwował gwałtowny spadek produkcji gazu w miarę oddalania się komety 3I/Atlas od Słońca, przy czym spadek ten był najbardziej wyraźny w przypadku wody. Naukowcy spodziewali się takiego scenariusza w przypadku takiego obiektu, im mniej ciepła otrzymuje kometa ze Słońca, tym jej powierzchnia staje się zimniejsza i mniej lodu odparowuje. Woda, która jest mniej lotna niż metan czy dwutlenek węgla, szybciej zamyka produkcję gazu.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwował kometę 3I/Atlas dzięki spektrometru średniej rozdzielczości MIRI (Mid-Infrared Instrument), potężnego instrumentu zaprojektowanego do rozbijania światła podczerwonego na składowe długości fal.
Ten spektrometr to integralna jednostka teleskopu, która generuje widmo w każdym punkcie małego fragmentu nieba, umożliwiając zespołowi jednoczesne mierzenie obecności gazów i wizualizację ich rozmieszczenia wokół jądra komety.
Obserwacje przeprowadzono, gdy kometa opuszczała Układ Słoneczny po szybkim przelocie wokół Słońca (po peryhelium). Pierwsza obserwacja miała miejsce w dniach 15-16 grudnia, kiedy kometa znajdowała się w odległości około 329 mln km od Słońca. Drugą obserwację przeprowadzono 27 grudnia, kiedy kometa znajdowała się w odległości około 379 mln km od Słońca.
Badania komety 3I/Atlas pokazują, jak potężnym narzędziem jest Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Bez opuszczania naszej orbity jesteśmy dziś w stanie badać próbki materiału pochodzące z układów gwiezdnych, do których ludzkość prawdopodobnie nigdy nie dotrze.
