Naukowcy odczytali z widma komety 3I/Atlas, skąd pochodzi ten międzygwiazdowy gość

3I/Atlas to dopiero trzeci obiekt międzygwiazdowy, jaki udało się zaobserwować w naszym Układzie Słonecznym. Przybyła z odległego, nieznanego nam świata i jest starsza niż Słońce, przez co od dawna pozostawała owiana zagadką.

Zespół brytyjskich naukowców przedstawił nowe informacje o jej pochodzeniu w artykule opublikowanym w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Z ustaleń badaczy wynika, że kometa uformowała się w bardzo chłodnych i ciemnych regionach, leżących na peryferiach macierzystego układu gwiezdnego.

Skład chemiczny zdradził temperaturę narodzin

Kluczowym pierwiastkiem, który przyciągnął uwagę badaczy zajmujących się 3I/Atlas, okazał się azot. Za pomocą urządzenia WEAVE, umieszczonego na 4,2-metrowym Teleskopie Williama Herschela, astronomowie zaobserwowali równocześnie pięć różnych typów jonów w gazowej otoczce komety.

Samo wykrycie obecności poszczególnych pierwiastków nie pozwala jeszcze zrekonstruować dziejów obiektu - dużo istotniejsze są wzajemne proporcje określonych związków. Naukowcy zestawili więc zawartość dinitrogenu, czyli azotu cząsteczkowego, z zawartością tlenku węgla.

Zachowanie dinitrogenu i tlenku węgla różni się w zależności od temperatury panującej w miejscu formowania się materiału kometarnego. W bardzo niskich temperaturach azot może zostać zamknięty w strukturze lodu i tkwić tam przez ogromnie długi czas.

Z analizy 3I/Atlas wynika, że jej narodziny mogły nastąpić w otoczeniu o temperaturze niższej niż -240 stopni Celsjusza. To poziom, przy którym większość substancji budujących komety zastyga w postaci lodu.

Wskazuje to, że obiekt powstał daleko od swojej gwiazdy macierzystej, w lodowatych, zewnętrznych partiach jej układu planetarnego.

Kometa musiała powstać daleko od swojej gwiazdy

Taki wynik zawęża krąg możliwych miejsc, w których mogła narodzić się kometa 3I/Atlas. Ekstremalnie niskie temperatury są typowe dla peryferyjnych obszarów układów planetarnych, gdzie promieniowanie gwiazdy jest bardzo słabe, a materia może pozostawać zamrożona przez ogromne odcinki czasu.

To jednak nie oznacza, że astronomowie zidentyfikowali już konkretną gwiazdę macierzystą komety. Na tym etapie można mówić jedynie o warunkach fizycznych, jakie panowały w miejscu jej powstania. Biorąc pod uwagę ogrom przebytej drogi, obiekt niemal na pewno doświadczył wielu asyst grawitacyjnych, które kolejno modyfikowały jego trajektorię - dlatego dokładnego miejsca narodzin komety nigdy się nie dowiemy.

Wiadomo jednak, że kometa mogła uformować się w zewnętrznej strefie jakiegoś układu planetarnego, a następnie zostać wyrzucona w przestrzeń międzygwiazdową w wyniku oddziaływań z innymi planetami czy gwiazdami. Przez następne miliardy lat jej skład chemiczny w dużej mierze zachował pamięć o tamtym pierwotnym środowisku.

Pięć jonów pokazało, co dzieje się w ogonie

Badanie 3I/Atlas stało się możliwe dzięki możliwościom instrumentu WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer), zamontowanego na teleskopie Williama Herschela i wykorzystującego tryb Large Integral Field Unit, oznaczany jako LIFU.

Ta technologia umożliwia jednoczesną analizę światła docierającego z wielu punktów obserwowanego obszaru. Dzięki temu astronomowie nie ograniczają się do samego obrazu komety, lecz mogą sprawdzić, jakie długości fal światła pochodzą z konkretnych fragmentów jej otoczenia. Ponieważ różne atomy i molekuły odciskają w widmie swoje charakterystyczne piętno, można na tej podstawie ustalić skład chemiczny badanego gazu.

Naukowcy zbadali też, jak zmieniał się skład gazu w miarę odległości od jądra 3I/Atlas, co umożliwiło im śledzenie procesów zachodzących w otoczeniu komety po jej zbliżeniu do Słońca.

Gdy kometa znajduje się bliżej naszej gwiazdy, jej powierzchnię ogrzewa promieniowanie słoneczne, a lód zaczyna sublimować, czyli przechodzić bezpośrednio ze stanu stałego w gazowy. Uwolniony w ten sposób materiał otacza jądro, a pod wpływem promieniowania i wiatru słonecznego formuje się charakterystyczny warkocz.

Warkocz komety nie jest więc jedynie smugą materii ciągnącą się za poruszającym się obiektem - powstaje głównie na skutek interakcji jej materiału z promieniowaniem i cząstkami wysyłanymi przez Słońce. Zbadanie jonów w różnych partiach tego obszaru umożliwiło naukowcom obserwację, jak materia zmienia się wraz z odległością od jądra.

Obserwacje 3I/Atlas dowodzą, jak wiele danych można wydobyć z analizy światła emitowanego przez gaz otaczający kometę. W tym przypadku astronomowie nie musieli kierować do obiektu żadnej sondy ani pobierać z niego fizycznych próbek - skład chemiczny odczytano na odległość, korzystając z charakterystycznych sygnałów zapisanych w widmie.

Kometa 3I/Atlas, gość z innego świata

3I/Atlas odkryto w lipcu 2025 roku i od razu wzbudziła ogromne zainteresowanie astronomów na całym świecie. Jej trajektoria nie była związana grawitacyjnie ze Słońcem - obiekt przybył do naszego układu planetarnego z przestrzeni międzygwiazdowej, przeleciał w pobliżu Słońca, a potem ruszył dalej, ponownie w kierunku przestrzeni międzygwiazdowej. Do naszego układu już nigdy nie powróci.

To właśnie ta cecha odróżnia ją od większości znanych nam komet. Typowa kometa jest częścią Układu Słonecznego i krąży po orbicie wokół Słońca. 3I/Atlas natomiast uformowała się wokół innej gwiazdy, następnie została wyrzucona ze swojego rodzimego układu i przez miliardy lat wędrowała przez przestrzeń kosmiczną.

Wcześniej astronomowie zarejestrowali tylko dwa podobne obiekty. Pierwszym był ʻOumuamua, wykryty w 2017 roku, drugim zaś 2I/Borisov, zaobserwowany w 2019 roku. Każdy nowy gość międzygwiazdowy stanowi więc szansę na sprawdzenie, czy procesy towarzyszące formowaniu się planet w innych układach są podobne do tych, które znamy z naszego kosmicznego sąsiedztwa.

Źródło: Spider's Web