2837
Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба виявили в міжзоряній кометі 3I/ATLAS метан із рекордно високим вмістом дейтерію — важкого ізотопу водню. Таке співвідношення, як повідомляє Sci.News, натякає, що льоди цієї мандрівниці сформувалися в дуже холодному, далекому та бідному на метали середовищі навколо іншої зорі.
Комета 3I/ATLAS стала другим відомим міжзоряним об’єктом кометоподібного типу після 2I/Борисова. Обидві рухаються по гіперболічних, гравітаційно не зв’язаних орбітах, тобто прилетіли з-за меж Сонячної системи. На думку провідного автора роботи Натана Рота (Nathan Roth) з Центру космічних польотів NASA і його колег, такі об’єкти відкривають нове вікно у вивчення хімії формування планет навколо інших зір, адже фактично «доставляють» свою речовину до нашої системи для аналізу.
Невдовзі після відкриття 3I/ATLAS моделі галактичної динаміки та хімії показали, що ця комета, ймовірно, утворилася в зоряній системі з низьким вмістом важких елементів понад 3 млрд років тому. На це вказували її напрямок руху на небі та висока геліоцентрична швидкість, хоча точно віднести її до товстого чи тонкого диска Галактики виявилося складно.
Рекордне співвідношення дейтерію до водню в метані
Команда використала спектрограф NIRSpec телескопа Вебба, щоб виміряти співвідношення дейтерію до водню (D/H) у метані в комі 3I/ATLAS. Дейтерій — це важчий ізотоп водню, і його частка в молекулах дуже чутлива до умов, за яких ці молекули формувалися, насамперед до температури.
Отримане значення D/H у метані становить близько 3,33%. Це приблизно у 14 разів більше, ніж було виміряно в метані комети 67P/Чурюмова–Герасименко апаратом «Розетта» — єдиній іншій кометі, де надійно зафіксовано дейтерований метан. Показник 3I/ATLAS перевищує всі інші відомі вимірювання метану в Сонячній системі й щонайменше у 1,4 раза більший за будь-яке інше пряме вимірювання органічних молекул у нашій системі.
Для порівняння, D/H у метані раніше визначали для Венери, гігантських планет, супутника Титана, а також карликових планет Ерида та Макемаке. Співвідношення дейтерію до водню в органіці також вимірювали в міжпланетному пилу, вуглецевих метеоритах і ультра-вуглецевих антарктичних мікрометеоритах. Найближчим до значення 3I/ATLAS було D/H ≈ 1,5% для органічних радикалів у вуглецевому хондриті Оргей, але й воно суттєво нижче за новий рекорд.
Спостереження Вебба та склад коми комети
Спостереження проводили 22 та 23 грудня 2025 року, коли 3I/ATLAS перебувала на відстані близько 2,4 астрономічної одиниці від Сонця. Телескоп Вебба досліджував її кому за допомогою інтегрального польового модуля NIRSpec.
Окрім метану та його дейтерованої форми, астрономи виявили в газовій оболонці комети метанол, етан, формальдегід, воду та чадний газ (CO). Серед цих сполук саме чадний газ виявився найпоширенішим: його швидкість викиду була приблизно у 3,6 раза вищою, ніж у води. Це підкреслює незвичний, багатий на CO склад льодів міжзоряної мандрівниці.
Як порівняти з міжзоряним середовищем
Прямі вимірювання D/H у метані за межами Сонячної системи практично відсутні, тому дослідникам бракує «еталона» для порівняння. Щоб обійти цю проблему, вони використали іншу вуглеводневу молекулу — циклопропеніліден (cyclopropenylidene) — як непрямий показник рівня дейтерію в органіці міжзоряного середовища.
Оцінки на основі таких спостережень свідчать, що в деяких областях зореутворення та холодних щільних ядрах D/H у метані могло б досягати приблизно 4–7% або навіть більше. Це означає, що значення, зафіксоване в 3I/ATLAS, цілком узгоджується з можливими умовами в міжзоряному середовищі, де могли формуватися її льоди.
Водночас автори визнають, що поки незрозуміло, чи здатні наявні теоретичні моделі зореутворення або хімії протопланетних дисків відтворити настільки збагачений дейтерієм метан у льодах, подібних до 3I/ATLAS. Для перевірки цього потрібні нові, детальніші хімічні моделі.
З іншого боку, є попередні свідчення, що D/H у міжзоряних та протозоряних регіонах може досягати значень, подібних до виміряного в 3I/ATLAS. Це підтримує ідею, що комета зберегла у своєму складі «відбиток» умов далекої зоряної колиски.
Результати дослідження опубліковано 23 жовтня в журналі Nature Astronomy. Вони роблять 3I/ATLAS унікальною лабораторією для вивчення хімії льодів у чужих планетних системах і допомагають краще зрозуміти, як формуються органічні молекули в найхолодніших куточках Галактики.
Комета 3I/ATLAS несе метан із рекордною часткою важкого водню з’явилася спочатку на Цікавості.
