Межзвездная комета 3I/ATLAS выбрасывает воду с интенсивностью пожарного шланга

Астрономы, проводящие углубленный анализ межзвездной кометы 3I/ATLAS, обнаружили, что она выбрасывает количество воды, сопоставимое с мощной струей пожарного шланга, причем делает это необычно рано. Ключевой находкой стало то, что комета начала сублимировать воду, находясь на расстоянии 2,9 астрономических единиц от Солнца, что значительно дальше, чем типичная точка начала этого процесса для большинства комет. Эти наблюдения предоставляют новые подсказки о формировании и распределении элементов, необходимых для жизни, в других планетных системах.

Обнаруженная первого июля, 3I/ATLAS является третьей из известных на сегодня межзвездных комет после 2I/Борисова, открытой в 2019 году, и 1I/Оумуамуа, обнаруженной в 2017 году. Согласно оценкам, ее максимальный диаметр достигает 5,6 километров, что, вероятно, делает ее крупнейшим из обнаруженных межзвездных объектов. Кроме того, это может быть старейшая из наблюдавшихся комет: ее возраст оценивается более чем в 7 миллиардов лет, что почти на 3 миллиарда лет больше возраста Солнечной системы, составляющего 4,6 миллиарда лет.

С момента своего открытия комета стала объектом масштабных наблюдательных кампаний. Первые данные указывают на то, что она пересекает нашу Солнечную систему со скоростью свыше 210 000 км/ч. Информация с космического телескопа James Webb предполагает, что комета обладает высоким соотношением диоксида углерода к воде. Однако, несмотря на ее раннюю активность, состав ее комы еще не был точно определен.

Ранняя характеристика межзвездных объектов имеет ключевое значение для понимания их эволюции и получения ключей к распределению таких важных для жизни элементов, как вода, в других звездных системах. Возможности наблюдать их чрезвычайно редки, и их сближение с Солнцем иногда представляет собой первый случай, когда они достаточно нагреваются за время своего очень долгого существования.

Продолжая усилия по изучению 3I/ATLAS, команда из Университета Оберн в Алабаме обнаружила, что комета начала выбрасывать воду еще до того, как оказалась достаточно близко к Солнцу. «До сих пор каждая межзвездная комета была сюрпризом», — пояснил в заявлении Зекси Синг, научный сотрудник кафедры физики университета и ведущий автор недавнего исследования, детализирующего находки. «Оумуамуа была сухой, Борисов был богат монооксидом углерода, а теперь ATLAS предоставляет нам воду на неожиданном расстоянии. Каждая из них переписывает то, что мы думали о формировании планет и комет вокруг звезд», — отметил он.

Исследовательская группа использовала 30-сантиметровый телескоп обсерватории NASA Neil Gehrels Swift для наблюдений за 3I/ATLAS. Расположенный на орбите над атмосферой Земли, он способен детектировать ультрафиолетовые длины волн, которые были бы почти полностью поглощены, не достигнув поверхности планеты. Такое расположение обеспечивает телескопу чувствительность, эквивалентную наземному инструменту с четырехметровой апертурой для этих длин волн. Это позволило команде наблюдать комету всего через несколько недель после ее открытия, задолго до того, как ее свет стал слишком слабым или затмевался солнечным светом для исследований из космоса.

Ученые обнаружили большие количества гидроксильного газа (OH), ультрафиолетового продукта распада воды, в то время как комета все еще находилась на расстоянии почти три раза больше дистанции от Земли до Солнца. Данные указывают, что комета выбрасывает около 40 килограммов воды в секунду, что эквивалентно расходу пожарного шланга, работающего на полную мощность. На таком расстоянии большинство комет Солнечной системы обычно еще не начинают испаряться. Команда предполагает, что за эту раннюю сублимацию может быть ответственно другое явление. Возможно, солнечный свет нагревал мелкие частицы льда, высвобождаемые из ядра кометы, тем самым дополнительно питая хвост газом. Подобные источники воды наблюдались лишь у горстки далеких комет и предполагают наличие сложного слоистого льда, сохраняющего ключи к формированию этих объектов.

Обнаружение воды через гидроксил является одним из основных критериев для измерения активности комет. Это химический стандарт, лежащий в основе всех сравнений летучих льдов, высвобождающихся из ядер комет при их приближении к Солнцу. Детектирование этого сигнала в межзвездном объекте позволяет провести прямое сравнение с кометами Солнечной системы. «Когда мы обнаруживаем воду — или даже ее слабое ультрафиолетовое эхо, OH — в межзвездной комете, мы читаем сообщение из другой планетной системы», — объяснил Деннис Бодевиц, профессор физики в Университете Оберн и соавтор исследования. «Это говорит нам о том, что ингредиенты для химии жизни не являются уникальными для нашей системы», — добавил он.

3I/ATLAS в настоящее время исчезла из поля зрения, но снова станет видимой после середины ноября. Это предоставит новую возможность проследить ее эволюцию по мере приближения к Солнцу.

Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.