Астрономы при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» определили, что кома второй межзвездной кометы 3I/ATLAS удивительно богата углекислотой и бедна водяным паром по сравнению с кометами Солнечной системы. Это позволило наложить ограничения на возможные места формирования 3I/ATLAS в протопланетном диске своей звезды. Препринт доступен на сайте arXiv.org.
Выброс малых тел в межзвездное пространство за счет гравитационных взаимодействий со звездами или планетами считается достаточно распространенным явлением в планетных системах и наблюдалось и в Солнечной системе. Если подобные тела, двигаясь по гиперболической траектории, пролетают сквозь нашу систему и оказываются доступны для наблюдений, то это позволяет ученым узнать больше о составах сред, из которых формируются экзопланеты. 3I/ATLAS — третий по счету достоверно известный межзвездный объект, малоактивная комета, которая может быть рекордно старым телом такого рода и максимально сблизится с Солнцем в октябре этого года, после чего покинет Солнечную систему навсегда.
Группа астрономов во главе с Мартином Кординером (Martin Cordiner) из Центра космических полетов Годдарда представила результаты анализа данных спектроскопических наблюдений за кометой 3I/ATLAS в инфракрасном диапазоне при помощи инструмента NIRSpec «Джеймса Уэбба» 6 августа 2025 года. На момент наблюдений комета находилась в 3,32 астрономической единицы от Солнца.
Данные NIRSpec подтверждают наличие у кометы пространственно протяженной комы, в которой есть как газовая составляющая из молекул углекислоты, угарного газа, карбонилсульфида и водяного пара, так и частицы мелкой пыли и водяного льда, размером около микрометра или меньше. При этом, кома необычно богата углекислотой по сравнению с водяным паром и угарным газом. В частности, соотношение CO2/H2O составляет 8, что в шестнадцать раз больше, чем предполагалось для местоположения 3I/ATLAS на момент наблюдений на основании наблюдений за другими кометами. Расчетная скорость генерации молекул углекислоты ядром за счет сублимации льдов на порядок больше, чем молекул водяного пара. Таким образом, основной вклад в активность ядра и выброс частиц пыли с него вносит именно образование углекислоты за счет сублимации льда.
Уменьшенное содержание водяного пара в коме кометы может быть связано с большим альбедо поверхности ядра или малой теплопроводностью его поверхностного слоя, что способно замедлить сублимацию водяного льда по сравнению с типичными кометами Солнечной системы. Похожее обилие углекислоты демонстрировала лишь одна комета — C/2016 R2 (PanSTARRS), которая может быть необычным представителем тел из Облака Оорта или обломком транснептунового объекта. При этом, измеренное соотношение CO/H2O оказалось близко к значениям, полученным для межзвездной кометы Борисова.
Предполагается, что если 3I/ATLAS формировалась в диске вокруг родительской протозвезды сразу за снеговой линией углекислоты или подвергалась длительному и сильному воздействию космических лучей и ультрафиолетового излучения протозвезды, то могла возникнуть ситуация обогащения ледяного покрова углекислотным льдом, а не водяным. Дальнейший мониторинг активности кометы должен помочь лучше разобраться в динамике состава комы за счет активности ядра.
Некоторые из комет и астероидов Солнечной системы имеют все шансы в будущем стать межзвездными объектами — на это указывают результаты моделирования. При этом некоторые из тел, прибывающих из межзвездной среды, не улетают прочь, а оказываются в захвачены на стабильные орбиты вокруг Солнца.