Кометата 3I/ATLAS шокира учените с необичайна „тежка вода“

Преди по-малко от година астрономи забелязаха комета, преминаваща през нашата Слънчева система, която произхожда далеч отвъд нея. Обектът, известен като 3I/ATLAS, е едва третият потвърден междузвезден посетител, засичан някога, а учените вече разкриват повече детайли за извънземната среда, в която се е формирал.

Ново изследване, ръководено от учени от Мичиганския университет, предполага, че кометата се е формирала при условия, много по-студени от тези, оформили нашата Слънчева система. Заключенията идват от анализ на необичайния състав на водата в кометата, който разкрива изключително високи нива на деутерий — по-тежка форма на водорода, пише ScienceDaily.

Изследването е публикувано в списанието Nature Astronomy и е получило подкрепа от НАСА, Националната научна фондация на САЩ и Националната агенция за научни изследвания и развитие на Чили.

„Новите ни наблюдения показват, че условията, довели до формирането на нашата Слънчева система, са много различни от начина, по който планетарните системи са се развивали в други части на нашата галактика“, казва Луис Саласар Мансано, водещ автор на изследването и докторант в катедрата по астрономия на Мичиганския университет.

Извънземната комета съдържа необичайна „тежка вода“

Молекулите на водата са съставени от два водородни атома и един кислороден атом, което дава познатата формула H2O. В обикновената вода водородните атоми съдържат само един протон. Но някои форми на водата съдържат деутерий — изотоп на водорода, който включва както протон, така и неутрон.

Изследователите открили, че 3I/ATLAS съдържа изключително голямо количество вода, богата на деутерий. Макар малки количества тежка вода да съществуват на Земята и в кометите в нашата Слънчева система, нивата, открити в 3I/ATLAS, били драматично по-високи.

„Количеството деутерий спрямо обикновения водород във водата е по-високо от всичко, което сме виждали досега в други планетарни системи и комети“, казва Саласар Мансано.

Според изследователите съотношението на деутерий в кометата е било около 30 пъти по-високо от измереното в комети от нашата Слънчева система и приблизително 40 пъти по-високо от съотношението в океаните на Земята.

Учените използват нивата на деутерий като своеобразен химически „пръстов отпечатък“, който разкрива условията, съществували при формирането на небесните обекти. Чрез сравняване на тези съотношения с откритите по-близо до нас, изследователите могат да направят извод каква среда е създала кометата.

Екипът заключава, че 3I/ATLAS вероятно се е формирала в много по-студен регион с по-ниски нива на радиация от средата, създала планетите и кометите в нашата Слънчева система.

„Това е доказателство, че условията, довели до създаването на нашата Слънчева система, не са повсеместни в космоса“, казва Тереса Панеке-Кареньо, съ-ръководител на изследването и асистент-професор по астрономия в Мичиганския университет. „Може да звучи очевидно, но това е едно от нещата, които трябва да бъдат доказани.“

Как учените изследвали 3I/ATLAS

Изследователите казват, че проучването е било възможно само защото астрономите са открили 3I/ATLAS достатъчно рано, за да се извършат подробни последващи наблюдения.

След откритието Саласар Мансано и негови колеги получили време за наблюдения в обсерваторията MDM в Аризона, където засекли едни от първите признаци на газови емисии от кометата (MDM — Michigan, Dartmouth и Massachusetts Institute of Technology — първоначалните партньори на обсерваторията).

След това Саласар Мансано започнал сътрудничество с Панеке-Кареньо, която внесла експертиза в работата с Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чили. Инструментите на ALMA са достатъчно чувствителни, за да различат деутерираната вода от обикновената вода, което позволило на екипа прецизно да измери съотношението между двете.

Изследователите казват, че това е първият случай, в който учените успешно извършват подобен анализ на вода върху междузвезден обект.

„Да бъда в Мичиганския университет и да имам достъп до тези съоръжения беше ключът към това тази работа да стане възможна“, казва Саласар Мансано. „Бяхме част от екип, който беше изключително талантлив и опитен в множество области. Всички се допълвахме и именно това ни позволи да анализираме и интерпретираме тези набори от данни.“

Изследването също така показва, че астрономите скоро може да могат химически да анализират допълнителни междузвездни обекти, за да разберат по-добре как се формират планетарните системи в галактиката.

Досега учените са идентифицирали само три известни междузвездни обекта, навлизащи в нашата Слънчева система, но изследователите очакват този брой да нарасне, когато по-усъвършенствани обсерватории започнат да изследват небето.

Панеке-Кареньо подчертава, че опазването на тъмното нощно небе ще бъде от съществено значение за откриването на тези слабо видими посетители.

„Трябва да се грижим за нощното си небе и да го поддържаме чисто и тъмно, за да можем да откриваме тези малки и бледи обекти“, казва тя.

Допълнителна подкрепа за изследването е дошла от Michigan Society of Fellows и фондацията Heising-Simons. ALMA се управлява чрез партньорство между Европейската южна обсерватория, NSF и Националните институти по природни науки на Япония в сътрудничество с Република Чили.