Химия раскрывает происхождение межзвёздной кометы

В нашей галактике Млечный Путь находится старая звезда, потерявшая одну из своих комет. По странному стечению обстоятельств, этот замороженный ядро изо льда и пыли было выброшено из своей родной системы и отправилось в долгий и извивающийся путь по межзвёздному пространству. Комета вошла в нашу Солнечную систему в далёком прошлом и прошла довольно близко к Земле 30 октября 2025 года, движясь по системе. После её открытия в 2025 году астрономы нацелили свои телескопы на межзвёздного гостя, получившего имя 3I/ATLAS (3I), чтобы изучить газы в его коме. То, что они обнаружили, указывает на далёкое и очень древнее происхождение этой кометы.

Команда наблюдателей под руководством астронома Сириэль Опитом из Эдинбургского университета в Шотландии захватила спектры комы с помощью Ультрафиолетового и Визуального Эшель-спектрографа на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили. Они нашли химические отпечатки другой солнечной системы, скрытые в газах и пыли, выделяющихся из 3I. Все кометы содержат сокровищницу химических подсказок, запертых в своих ядрах, свидетельствующих о специфике происхождения и эволюции планетарных систем. "Они своего рода ископаемые из процесса формирования планет, который произошёл очень далеко, но который мы имеем возможность изучать с гораздо ближнего расстояния," - сказала Опитом.

Химические следы межзвёздного происхождения

Конкретные химические подсказки о происхождении этой кометы включают более высокие, чем ожидалось, изотопные соотношения азота и углерода в коме. Соотношение азота примерно вдвое превышает значение, найденное в кометах, родом из нашей Солнечной системы, так же как и соотношение углерода 12 к углероду 13. Эти данные указывают на совершенно другую химическую среду вокруг звезды, чем та, в которой образовались кометы нашей Солнечной системы.

Учёные используют изотопные соотношения углерода и азота, так как они очень чувствительны к условиям, в которых формируются кометные ядра. Эти соотношения дают очень точное измерение того, какова была среда в окружении звезды, где формируется планетарная система. В случае 3I соотношения не похожи на те, что наблюдаются в нашей Солнечной системе, согласно исследователю Аравинду Кришнакумару из Льежского университета. "В отличие от комет из нашей Солнечной системы, этот межзвёздный гость несёт необычно высокие изотопные соотношения углерода и азота," - сказал он.

Необычные изотопные соотношения указывают на то, что 3I, вероятно, образовалась в удалённых областях вокруг старой звезды с низкой металличностью. Это звезда, состоящая в основном из водорода и гелия, с очень небольшим количеством других тяжёлых элементов. Низкая металличность является интригующей подсказкой, указывающей на звезду, образовавшуюся задолго до нашего Солнца. Когда эта старая звезда образовалась, Вселенная была менее химически богатой, чем сегодня.

Доказательства из различных наблюдений предполагают, что 3I/ATLAS сама по себе более чем в два раза старше Солнца. "3I/ATLAS - это действительно захватывающая возможность исследовать состав другой планетарной системы, которая сформировалась задолго до того, как наше Солнце и Солнечная система даже существовали," - сказала соавтор Опитом, исследователь Розмари Дорси из Хельсинкского университета, Финляндия. Фактически, звезда, вероятно, образовалась в то время, когда Вселенная сама была бедна металлами. Со временем, когда звёзды умирают и распространяют свои материалы по космосу, Вселенная обогащается всё более тяжёлыми материалами. Звёзды, которые образуются в это "богатое" время, будут отражать этот химический состав. Также стоит отметить, что некоторые стадии формирования звёзд и планет могут также вызывать эти химические изменения, хотя это, вероятно, не относится к родительской звезде 3I.

Другие наблюдения указывают на путь

VLT - не единственный телескоп, сосредоточивший внимание на этом блуждающем межзвёздном объекте. Космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил аналогичные изотопные соотношения углерода в облаке вокруг ядра, а также увеличенные количества дейтерия (изотопа водорода). Измерения, проведённые VLT, JWST и другими наблюдениями, могут указать, где в диске своей звезды она образовалась: где-то на внешнем диске, аналогичном региону, где образовались кометы в нашей собственной Солнечной системе. Однако именно эти разные химические соотношения в данной комете и указывали исследователям на то, что родительская звезда 3I уже была старой и бедной металлом.

3I - не единственная межзвёздная комета, которая пронеслась через нашу систему. Одна из них - 1I/'Оумуамуа, впервые замеченная в 2017 году. Другая - 2I/Борисов, которая была впервые увидена в 2019 году. К сожалению, газ вокруг 'Оумуамуа не был обнаружен, а Борисов был довольно тусклым, что сделало его изучение очень сложным. Таким образом, 3I - это первая хорошая возможность для астрономов изучить комету, образовавшуюся в области, аналогичной нашему поясе Койпера и облаку Оорта в Солнечной системе. Недавние измерения не только позволяют учёным выяснить эволюцию и возраст этой кометы, но и предоставляют новые инструменты для использования, когда следующий межзвёздный гость снова посетит Солнечную систему.