Рассказывает гарвардский физик профессор Ави Лёб
Водород — самый распространённый элемент во Вселенной, состоящий из электрона и протона. В ядре дейтерия помимо протона есть нейтрон. В первые двадцать минут после Большого взрыва на один атом дейтерия приходилось 40 000 атомов водорода. Такое соотношение характерно для Солнца и Юпитера. На Земле дейтерия больше: в морской воде на один атом водорода приходится примерно один атом дейтерия. Дейтерий можно недорого извлечь из морской воды, что делает его доступным термоядерным топливом, которого может хватить человечеству на миллионы лет.
В 1942 году, на ранних этапах обсуждения Манхэттенского проекта, Эдвард Теллер задался вопросом, могут ли экстремальные температуры, возникающие при взрыве атомной бомбы, привести к тому, что дейтерий в океанах подвергнется термоядерному синтезу и сожжет нашу планету. Ганс Бете показал, что такая цепная реакция крайне маловероятна. Он рассчитал, что потери энергии в результате излучения намного превысят энергию, получаемую в результате термоядерного синтеза, и такая реакция быстро прекратится.
Дейтерий является основным источником топлива для термоядерного синтеза благодаря высокому энерговыделению и относительной простоте реакции. В экспериментах по термоядерному синтезу дейтерий обычно используется в смеси с тритием (в ядре которого помимо протона есть два нейтрона). Такая комбинация воспламеняется при самой низкой температуре по сравнению с другими видами термоядерного топлива. При слиянии ядра дейтерия с ядром трития образуется ядро гелия-4 и высокоэнергетический нейтрон.
Каково содержание дейтерия в межзвездном объекте 3I/ATLAS?
Недавно в двух новых статьях с использованием спектроскопических данных, полученных с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», было высказано предположение о чрезвычайно высокой доле дейтерия в двух молекулах, испускаемых 3I/ATLAS. Ученые обнаружили один дейтерий на 100 атомов водорода в воде (H2O) и один дейтерий на 30 атомов водорода в органической молекуле метана (CH4) вокруг 3I/ATLAS.
В первой статье, опубликованной 6 марта 2026 года (доступна здесь), были проанализированы спектроскопические данные о воде в газовом шлейфе вокруг 3I/ATLAS. Было установлено, что содержание дейтерия в воде составляет (0,95 ± 0,06) %, что более чем на порядок превышает показатели всех известных комет. Кроме того, соотношение 12C/13C (141–191 для CO2 и 123–172 для CO) превышало типичные значения, наблюдаемые в Солнечной системе, близлежащих межзвёздных облаках и протопланетных дисках.
24 марта 2026 г. в новой статье (доступна здесь) сообщается о неожиданно высоком D / H = (3,31 ± 0,34)% для органической молекулы метана (СН4), выделяемой 3I / ATLAS. Это содержание на три порядка выше, чем в метане на планетах Солнечной системы, и значительно выше значений в кометах или метеоритах. В частности, это в 14 раз больше значения, измеренного на комете 67P/Чурюмова — Герасименко космическим аппаратом «Розетта».
Авторы обеих статей предполагают, что чрезвычайно высокое соотношение дейтерия и водорода в воде и метане в системе 3I/ATLAS является естественным следствием их формирования в холодной среде при температуре ниже 30 градусов Кельвина в протопланетном диске около 10–12 миллиардов лет назад.
Однако, как я показал в недавней статье здесь, предположение о том, что 3I/ATLAS связана с редкой популяцией старых звезд с низким содержанием металлов, несостоятельно, поскольку в них недостаточно тяжелых элементов. Следует также помнить, что древние протопланетные диски не могли быть холоднее космического микроволнового фона в момент своего формирования, температура которого при красном смещении ~10 составляла 30 градусов Кельвина.
В связи с этим возникает важный вопрос: поскольку дейтерий является термоядерным топливом, может ли его избыток в 3I/ATLAS указывать на наличие технологического следа?
© Перевод с английского Александра Жабского.
Оригинал.