Wyszło na światło dzienne więcej dowodów na to, że międzygwiazdowa kometa 3I/ATLAS jest znacznie starsza od naszego Układu Słonecznego, wraz z poszlakami, że uformowała się dawno temu na obrzeżach dysku protoplanetarnego należącego do swojej gwiazdy macierzystej.
Na początku tego roku badacze pod kierownictwem Martina Cordinera z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda w NASA ujawnili, że dane z Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) to zasugerował 3I/ATLAS jest pomiędzy 10 i 12 miliardów latw oparciu o stosunki jego izotopów węgla i deuteru. Oznaczałoby to, że byłby on ponad dwukrotnie starszy od naszego 4,6 miliarda lat układ słoneczny. Teraz nowe wyniki uzyskane za pomocą spektrografu Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) znajdującego się na pokładzie Europejskiego Obserwatorium Południowego Bardzo duży teleskop wspierać obserwacje izotopów węgla prowadzone w ramach JWST, a także wprowadzać pomiary izotopów azotu, które prowadzą do bardzo interesujących wniosków.
Izotopy są wersjami pierwiastki atomowe z różną liczbą neutronów. Na przykład węgiel-12 zawiera sześć protony i sześć neutronypodczas gdy węgiel-13 zawiera sześć protonów i siedem neutronów. Tymczasem azot-14 ma po siedem protonów i neutronów, podczas gdy azot-15 ma siedem protonów i osiem neutronów.
Izotopy te mogą powstawać w wyniku nieco odmiennych procesów, w różnym czasie i w różnych miejscach w organizmie galaktyka. Stosunek tych izotopów w gazach wydzielanych przez kometa 3I/ATLAS w śpiączkę i ogon, gdy zbliżał się do słoneczny i ociepliło się, może zatem wiele powiedzieć o jego pochodzeniu i historii.
W rezultacie obiekty międzygwiezdne, takie jak 3I/ATLAS, „są swego rodzaju skamieniałościami powstałymi w procesie formowania się planet, który miał miejsce bardzo daleko, ale mamy szansę badać je ze znacznie bliższych odległości” – stwierdziła w oświadczeniu astronom Cyrielle Opitom z Uniwersytetu w Edynburgu.
Opitom dowodził zespołem, który miał okazję obserwować 3I/ATLAS za pomocą VLT. Odkryli, że stosunek węgla-12 do węgla-13 jest wyższy niż w kometach naszego Układu Słonecznego lub w lokalnym ośrodku międzygwiazdowym. Węgiel-13 jest z biegiem czasu wytwarzany w większych ilościach niż węgiel-12, zazwyczaj w czerwone olbrzymywięc fakt, że jest znacznie więcej węgla-12 niż węgla-13, mówi nam, że 3I/ATLAS narodził się dawno temu, zanim węgiel-13 miał szansę zgromadzić się w dużych ilościach w całej galaktyce. Odkrycie to potwierdza pomiary izotopów węgla wykonane w JWST.
Ponadto zespół Opitom, pod kierownictwem Jeana Manfroida i Damiena Hutsemékersa z Uniwersytetu w Liège w Belgii, zmierzył stosunek azotu-14 do azotu-15 w 3I/ATLAS, który jest ponad dwukrotnie większy niż wartość zmierzona w kometach pochodzących z naszego Układu Słonecznego. W rzeczywistości stosunek ten jest typowy dla obserwowanego na zewnętrznej krawędzi dysków planetotwórczych wokół młodych gwiazd, co sugeruje, że 3I/ATLAS powstał w dużej odległości od swojej gwiazdy macierzystej, być może w odległości odpowiadającej jej Pas Kuipera.
„W przeciwieństwie do komet z naszego Układu Słonecznego, ten międzygwiazdowy gość zawiera niezwykle wysokie proporcje izotopów węgla i azotu” – powiedział członek zespołu Aravind Krishnakumar, który również pracuje na Uniwersytecie w Liège.
Wyniki dają nam wskazówki, w jaki sposób 3I/ATLAS samotnie wędrował po pasach kosmicznych przez miliardy lat. Modele wskazują, że migrujące planety-olbrzymy mogą wyrzucać małe ciała w przestrzeń międzygwiazdową, ale lokalizacja narodzin 3I/ATLASA z dala od działań planet oznacza, że jest całkiem prawdopodobne, że został wyrwany ze swojej gwiazdy macierzystej przez grawitację przechodzącej gwiazdy, a następnie wyrzucony w przestrzeń kosmiczną.
JWST również wcześniej wykazało, że 3I/ATLAS tak bogaty w tlenek i dwutlenek węgla w stosunku do wody, a także zawiera nieoczekiwanie duże ilości niklu i żelaza i a bardzo duża zawartość metanolu w stosunku do cyjanowodoru – wszystko to mówi nam, że 3I/ATLAS powstał w środowisku o warunkach i składzie chemicznym szczególnie obcym naszemu Układowi Słonecznemu.
Niestety podobne pomiary nie były możliwe w przypadku dwóch pozostałych znanych obiektów międzygwiazdowych – 1I/’Oumuamua nie zaobserwowano odgazowania, podczas gdy 2I/Borysow był zbyt słaby. Jednakże 3I/ATLAS jest kuszącą wskazówką, że badania większej liczby obiektów międzygwiazdowych wlatujących do naszego Układu Słonecznego będą w stanie nauczyć nas o warunkach powstawania planet zarówno w przestrzeni, jak i w czasie w naszym Układzie Słonecznym. Galaktyka Drogi Mlecznej.
„3I/ATLAS to naprawdę ekscytująca okazja do zbadania składu innego układu planetarnego, który powstał na długo przed powstaniem naszego Słońca i Układu Słonecznego” – podsumowała Rosemary Dorsey, astronom z Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii.
Wyniki opublikowano 6 lipca w czasopiśmie Astronomia Przyrodnicza.
