Kometa międzygwiezdna 3I/ATLAS ujawnia tajemnice formowania się planet

Komety międzygwiezdne to lodowe ciała niebieskie, które powstały wokół gwiazd innych niż Słońce i tylko sporadycznie przemierzają nasz Układ Słoneczny. Stanowią one swoiste „skamieniałości” procesu formowania się planet w odległych zakątkach galaktyki. Obserwacja takich obiektów daje naukowcom unikalną możliwość badania materii pochodzącej z innych systemów planetarnych, często bardzo odmiennych od naszego.

Kometa 3I/ATLAS to trzeci znany obiekt międzygwiezdny, który został odkryty po słynnych 1I/ʻOumuamua i 2I/Borisov. W przeciwieństwie do swoich poprzedników 3I/ATLAS była wystarczająco jasna, by umożliwić szczegółowe badania jej składu chemicznego. Wcześniejsze obiekty były zbyt słabe lub nie emitowały wystarczającej ilości gazu, by przeprowadzić podobne analizy.

Zespół naukowców pod kierunkiem Cyrielle Opitom z Uniwersytetu w Edynburgu oraz Jeana Manfroida i Damiena Hutsemékersa z Uniwersytetu w Liège przeprowadził obserwacje komety 3I/ATLAS, wykorzystując spektrograf UVES zamontowany na VLT. Kluczowym elementem badań było zmierzenie proporcji izotopów węgla i azotu w cząsteczkach cyjanku obecnych w otoczce gazowej komety. Proporcje różnych izotopów tego samego pierwiastka są niezwykle czułym wskaźnikiem warunków panujących w środowisku, w którym powstała kometa. Co istotne, wartości te nie ulegają znaczącym zmianom podczas podróży komety przez przestrzeń kosmiczną.

Wyniki analiz wykazały, że 3I/ATLAS wykazuje nietypowo wysokie proporcje izotopów węgla i azotu (¹³C/¹²C i ¹⁵N/¹⁴N) w porównaniu do komet pochodzących z Układu Słonecznego. Takie wartości sugerują, że kometa powstała w bardzo odmiennych warunkach fizycznych, prawdopodobnie na obrzeżach starego systemu gwiezdnego. Dodatkowe badania, prowadzone niezależnie przez zespół NASA z wykorzystaniem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, potwierdziły wysokie wartości izotopowe węgla oraz wykryły podwyższony poziom deuteru, czyli tzw. ciężkiego wodoru. Podobne rezultaty uzyskano także przy użyciu radioteleskopu ALMA, gdzie stwierdzono obecność deuterowanej wody w ilościach przewyższających te spotykane w kometach Układu Słonecznego.

Zgromadzone dane wskazują, że 3I/ATLAS powstała w zewnętrznych rejonach wokół starej gwiazdy o niskiej metaliczności. Gwiazdy tego typu zawierają niewielkie ilości pierwiastków cięższych od helu i powstały, gdy Wszechświat był znacznie młodszy i uboższy chemicznie niż obecnie. Oznacza to, że kometa może być ponad dwukrotnie starsza od Słońca, a jej początki sięgają czasów, gdy nasz Układ Słoneczny jeszcze nie istniał.

Obserwacje komety 3I/ATLAS powoli dobiegają końca, gdyż obiekt oddala się od Słońca i staje się coraz słabszy. Jednak przyszłość badań tego typu obiektów rysuje się obiecująco. Budowany obecnie przez ESO na Pustyni Atakama w Chile Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT) pozwoli na jeszcze dokładniejsze pomiary i obserwacje kolejnych międzygwiezdnych komet, nawet tych znacznie mniej jasnych. Odkrycia związane z 3I/ATLAS już otwierają nowy rozdział w badaniach obiektów międzygwiezdnych. Każda nowa kometa tego typu przynosi kolejne niespodzianki i pozwala lepiej zrozumieć procesy formowania się planet oraz ewolucji materii w różnych zakątkach naszej Galaktyki.