Комета 3I/ATLAS, мандрівниця з міжзоряних просторів, виявилася надзвичайно опроміненою внаслідок мільярдолітнього впливу космічних променів. Цей несподіваний висновок зробили вчені, спираючись на спостереження, проведені за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба – найсучаснішої космічної обсерваторії, що дає змогу зазирнути у найвіддаленіші куточки Всесвіту.
За час своєї тривалої подорожі Чумацьким Шляхом, це небесне тіло поглинуло таку кількість галактичних космічних променів, що на ньому сформувалася глибоко опромінена кірка. Вона вже зовсім не відображає первісний матеріал, з якого комета утворилася у своїй рідній зоряній системі, про що свідчать новітні дослідження.
Завдяки даним телескопа Вебба та комп’ютерному моделюванню, дослідники встановили, що раніше задокументований надмірний вміст діоксиду вуглецю (CO2) в кометі є наслідком космічної радіації. Цю радіацію об’єкт поглинав протягом свого, за оцінками, семимільярдного існування. Відповідні результати роботи були оприлюднені на сервері препринтів arXiv – онлайн-репозиторії для наукових праць, які ще не пройшли рецензування.
Галактичні космічні промені – це високоенергетичні частинки, що походять з-за меж нашої Сонячної системи. Вони стикаються з монооксидом вуглецю (CO) у космічному просторі, перетворюючи його на діоксид вуглецю (CO2). У межах нашої Сонячної системи, геліосфера – величезна захисна бульбашка, створена сонячним випромінюванням – оберігає Землю та її сусідів від переважної більшості цього космічного випромінювання. Однак у міжзоряному просторі, де 3I/ATLAS провела більшу частину свого буття, такий природний щит відсутній.
Автори нещодавнього дослідження дійшли висновку, що протягом мільярдів років космічні промені значно змінили фізичний стан льоду комети 3I/ATLAS на глибину приблизно 15 – 20 метрів. “Це відбувається дуже повільно, проте за мільярди років ефект стає надзвичайно потужним”, – розповів Live Science провідний автор дослідження Ромен Маджіоло, науковий співробітник Королівського бельгійського інституту космічної аеронавігації.
Ці висновки, які науковці називають “зміною парадигми” у вивченні міжзоряних об’єктів, припускають, що такі тіла, як комета 3I/ATLAS, складаються переважно з матеріалу, обробленого галактичними космічними променями, а не з первинної речовини, що відображає середовище їхнього формування. Інакше кажучи, комета 3I/ATLAS наразі є продуктом своєї космічної мандрівки, а не лише місця свого народження – принаймні, її зовнішній шар.
Відстеження міжзоряного гостя
Комета 3I/ATLAS нині обертається навколо Сонця. 29 жовтня це небесне тіло досягло перигелію – найближчої до нашого світила точки на її орбіті. Коли комети наближаються до зірок, вони нагріваються, що спричиняє сублімацію льодів з їхньої поверхні в газ. Нові відкриття свідчать про те, що до перигелію будь-які гази, що виділялися з комети, походили виключно з її опроміненої зовнішньої оболонки. Ймовірно, це триватиме і після перигелію, але Маджіоло зазначив, що хоча це й малоймовірно, сонячна ерозія може бути достатньо сильною, щоб оголити первісні матеріали з рідної зорі комети, які приховані в її ядрі.
“Буде вкрай цікаво порівняти спостереження, зроблені до перигелію – перші дані, які ми отримали, коли комета прибула до Сонячної системи – зі спостереженнями, здійсненими після нього, коли відбулася певна ерозія”, – прокоментував Маджіоло. – “Можливо, вивчаючи ці відмінності, ми зможемо отримати певні відомості про її початковий склад”.
З моменту свого виявлення в липні, науковці активно використовують різноманітні телескопи, щоб зібрати якомога більше інформації про 3I/ATLAS. Досі з’ясовано, що комета проноситься крізь нашу Сонячну систему зі швидкістю понад 210 000 кілометрів на годину, рухаючись незвично плоскою та прямою траєкторією. Також 3I/ATLAS може бути найстарішою кометою, яку коли-небудь бачили; одне з досліджень припускає, що вона приблизно на 3 мільярди років старша за нашу Сонячну систему, вік якої становить 4,6 мільярда років.
Новітнє дослідження є продовженням попередньої роботи, яка, спираючись на перші зображення міжзоряного гостя, отримані телескопом Вебба в серпні, та спостереження з орбітального апарата SPHEREx від NASA, також здійснені того ж місяця, задокументувала багатий вміст CO2 у кометі 3I/ATLAS.
Маджіоло та його колеги вивчали опромінення “домашньої” комети – 67P/Чурюмова – Герасименко, яка перетинає орбіти Юпітера та Землі і відома завдяки місії “Розетта”. Вони адаптували свої моделі, розроблені в дослідженні 2020 року, опублікованому в “The Astrophysical Journal Letters”, для застосування до 3I/ATLAS.
Команда змоделювала сукупний вплив опромінення галактичними космічними променями на структуру льоду та хімічний склад після мільярда років впливу. Хоча цей метод ґрунтується на лабораторних експериментах, які імітували дію космічних променів і, можливо, не повністю відображають міжзоряні умови, він пропонує надійний показник того, що комети переживають під час своїх самотніх, багатомільярдних подорожей через космічні простори, як стверджується в дослідженні.
Симуляції показали, що одного мільярда років опромінення було достатньо для формування глибокої опроміненої кірки на кометі 3I/ATLAS. Маджіоло зауважив, що хоча комета 3I/ATLAS досі зберігає багато цікавої інформації, вона змінилася та “постаріла”, і дослідникам необхідно враховувати ці зміни під час своїх аналізів.
“Ми маємо бути обережними та враховувати процеси старіння, тому для науковців це більше роботи, але 3I/ATLAS залишається надзвичайно цікавим об’єктом”, – підсумував Маджіоло.
