Astronomowie korzystający z Atakama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA) znaleźli dowody na to, że międzygwiazdowa kometa 3I/ATLAS powstała w rejonie Drogi Mlecznej, który jest znacznie chłodniejszy niż nasz Układ Słoneczny. Analizując skład chemiczny tego „międzygwiezdnego najeźdźcy”, naukowcy mają rzadki wgląd w zupełnie odmienne warunki środowiskowe, które istnieją w innych częściach naszej galaktyki.
Chemiczny odcisk palca głębokiego kosmosu
Przełom był możliwy dzięki pomiarowi zawartości wody deuterowanej (często nazywanej „wodą półciężką”). Podczas gdy zwykła woda składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu, woda deuterowana zastępuje jeden atom wodoru deuterem, cięższym izotopem zawierającym zarówno proton, jak i neutron.
Stosunek tych izotopów służy jako rodzaj kosmicznego termometru. Ponieważ procesy chemiczne zwiększające stężenie wody deuterowanej są niezwykle wrażliwe na temperaturę, poziom jej zawartości w komecie jest stałym zapisem miejsca jej narodzin.
Wyniki badania 3I/ATLAS są uderzające:
– Zawiera 30 razy więcej wody deuterowanej niż komety pochodzące z naszego Układu Słonecznego.
– Ten stosunek jest 40 razy wyższy niż stosunek wody w oceanach Ziemi.
– Tak wysokie stężenia wymagają warunków zimniejszych niż 30 kelwinów (około -243°C ).
Dlaczego to ma znaczenie: porównanie układów słonecznych
Odkrycie to jest znaczące, ponieważ podważa pogląd, że układy planetarne ewoluują w tych samych warunkach.
W naszym Układzie Słonecznym komety są często opisywane jako „brudne kule śnieżne”. Zawartość wody w nich stanowi chemiczne archiwum środowiska, które istniało 4,6 miliarda lat temu, w momencie narodzin naszego Słońca i planet. Dane uzyskane z 3I/ATLAS sugerują jednak, że „przepis” na tworzenie układów planetarnych może się radykalnie zmieniać w zależności od ich położenia w galaktyce.
„Nasze nowe obserwacje pokazują, że warunki, które doprowadziły do powstania naszego Układu Słonecznego, bardzo różnią się od ewolucji układów planetarnych w innych częściach naszej galaktyki” – powiedział Luis E. Salazar Manzano, kierownik zespołu badawczego na Uniwersytecie Michigan.
Mistrzostwo techniczne: obserwacje w pobliżu Słońca
Wykrycie tych sygnatur chemicznych było ogromnym wyzwaniem technicznym. Aby zebrać te dane, zespół badał 3I/ATLAS w momencie osiągnięcia przez niego peryhelium (punktu orbity położonego najbliżej Słońca).
Podczas gdy tradycyjne teleskopy optyczne są oślepiane przez intensywne światło słoneczne, 66 anten radiowych ALMA ma wyjątkową zdolność wskazywania w stronę Słońca. Umożliwiło to naukowcom obserwację komety w jej krytycznej fazie bez zakłóceń, które zazwyczaj stanowią plagę obserwacji prowadzonych w przestrzeni kosmicznej.
Kosmiczny zapis Wielkiego Wybuchu
Oprócz określenia temperatury, w której znajduje się kometa, badanie deuteru ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia samego Wszechświata. Uważa się, że stosunek deuteru do wodoru został ustalony podczas Wielkiego Wybuchu. Badając rozmieszczenie i wykorzystanie tych pierwiastków w różnych układach gwiezdnych, naukowcy mogą lepiej odwzorować ewolucję chemiczną Drogi Mlecznej – od zarania dziejów po dzień dzisiejszy.
Wniosek
Ekstremalna chemia 3I/ATLAS dowodzi, że nasz Układ Słoneczny nie jest uniwersalnym szablonem, ale jest tylko jednym z wielu różnorodnych środowisk w galaktyce, w których powstawanie planet może zachodzić w znacznie trudniejszych i bardziej lodowych warunkach.
