Послание из глубин космоса: Впервые в межзвёздной комете обнаружена вода
В течение миллионов лет фрагмент изо льда и пыли дрейфовал в пустоте между звёздами, словно запечатанная бутылка, брошенная в космический океан. Этим летом эта «бутылка» наконец-то достигла берегов нашей Солнечной системы. Объект, получивший обозначение 3I/ATLAS, стал лишь третьей известной науке межзвёздной кометой. Когда учёные из Обернского университета направили на неё космический телескоп NASA «Нил Герелс Свифт» (Neil Gehrels Swift Observatory), их ждало поразительное открытие: им впервые удалось обнаружить у этого объекта газ гидроксила (OH) — химическую подпись воды.
Телескоп «Свифта», работающий на орбите, смог уловить слабое ультрафиолетовое свечение, недоступное для наземных обсерваторий. Высоко над атмосферой Земли он регистрирует свет, который никогда не достигает её поверхности.
Обнаружение воды — через её ультрафиолетовый «продукт распада», гидроксил — стало major прорывом в понимании того, как эволюционируют межзвёздные кометы. Для комет Солнечной системы вода является эталоном, по которому учёные измеряют их общую активность и отслеживают, как солнечный свет высвобождает другие газы. Это химический benchmark, который лежит в основе любого сравнения летучих льдов в ядре кометы.
Обнаружение того же сигнала у межзвёздного объекта означает, что впервые астрономы могут начать рассматривать 3I/ATLAS в той же шкале, что и родные кометы Солнечной системы. Это шаг к сравнению химического состава планетных систем по всей галактике.
Уникальность 3I/ATLAS заключается в том, где была обнаружена эта водная активность. Наблюдения «Свифта» зафиксировали OH, когда комета находилась почти в три раза дальше от Солнца, чем Земля — далеко за пределами области, где водяной лёд на поверхности кометы обычно легко сублимирует. При этом измеренная скорость потери воды составила около 40 килограммов в секунду — примерно как из шланга, работающего на полную мощность.
На таких расстояниях большинство комет Солнечной системы остаются «спящими». Сильный ультрафиолетовый сигнал от ATLAS предполагает, что здесь задействован другой механизм: возможно, солнечный свет нагревает мельчайшие ледяные зёрна, высвобождаемые из ядра, позволяя им испаряться и подпитывать окружающее газовое облако. Подобные протяжённые источники воды наблюдались лишь у горстки самых далёких комет и указывают на сложную, слоистую структуру льдов, которая хранит clues к тому, как эти объекты формировались.
Каждая из обнаруженных на сегодня межзвёздных комет показала свою, отличную от других, сторону планетарной химии за пределами нашего Солнца. Вместе они демонстрируют, что строительные блоки комет — и летучие льды, которые их формируют — могут радикально отличаться от одной звёздной системы к другой. Эти различия указывают на то, насколько разнообразными могут быть среды формирования планет, и на то, как такие процессы, как температура, радиация и состав, sculpt материалы, которые в конечном итоге становятся семенами планет и, потенциально, жизни.
Поймать этот шёпот ультрафиолетового света от 3I/ATLAS само по себе стало техническим триумфом. Обсерватория «Нил Герелс Свифт» оснащена скромным 30-сантиметровым телескопом, но, находясь на орбите над атмосферой Земли, она может видеть ультрафиолетовые волны, которые почти полностью поглощаются, не достигая поверхности. Свободный от атмосферных помех и засветки неба, Ультрафиолетовый/оптический телескоп (UVOT) «Свифта» достигает чувствительности наземного телескопа класса 4 метров для этих длин волн. Его способность быстро наводиться на目标 позволила команде из Оберна наблюдать комету всего через несколько недель после её открытия — задолго до того, как она стала слишком тусклой или слишком близкой к Солнцу для изучения из космоса.
«Когда мы обнаруживаем воду — или даже её слабый ультрафиолетовый отголосок, OH — в межзвёздной комете, мы читаем послание из другой планетной системы, — сказал Деннис Бодевиц, профессор физики из Обернского университета. — Оно говорит нам, что ингредиенты для химии жизни не уникальны для нашей собственной».
«Каждая межзвёздная комета до сих пор была сюрпризом, — добавил Зекси Синг, постдокторант и ведущий автор исследования. — ‘Оумуамуа был сухим, Борисов был богат угарным газом, а теперь ATLAS отдаёт воду на расстоянии, где мы не ожидали её увидеть. Каждая из них переписывает то, что мы думали, что знали о формировании планет и комет вокруг звёзд».
3I/ATLAS уже скрылась из виду, но снова станет доступной для наблюдений после середины ноября, предоставив ещё один шанс проследить, как её активность evolves по мере приближения к Солнцу. Текущее обнаружение OH, о котором сообщается в The Astrophysical Journal Letters, provides первое чёткое evidence того, что комета высвобождает воду на больших гелиоцентрических расстояниях. Это также показывает, как небольшой космический телескоп, свободный от поглощения земной атмосферой, может раскрывать слабые ультрафиолетовые сигналы, которые связывают этого гостя с более широкой семьёй комет — и с планетными системами, в которых они родились.
…Исследователи с нетерпением ждут возвращения 3I/ATLAS в ноябре. Новые наблюдения позволят не только подтвердить полученные данные, но и проследить, как изменится состав и активность кометы по мере её путешествия внутрь Солнечной системы. Каждый новый параметр — это ещё один символ в расшифровке её послания. Учёные надеются, что будущие миссии, специально предназначенные для перехвата таких межзвёздных странников, смогут получить ещё более детальную информацию, возможно, даже взяв пробы вещества. Это позволило бы прочитать не только адрес на конверте, но и само письмо, написанное природой в другой звёздной системе, и окончательно ответить на вопрос: одни ли мы во Вселенной?
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
