Межзвездная комета 3I/ATLAS содержит странную воду, не встречавшуюся в Солнечной системе

Новое исследование межзвездной кометы 3I/ATLAS, проведенное Мичиганским университетом, показывает, что ее вода содержит аномально высокое количество дейтерия. Эта форма водорода сравнительно менее распространена в нашей Солнечной системе, что позволяет исследователям получить новое представление о планетарных процессах, происходящих в нашей галактике. Credit: U-M News/Hans Anderson

Менее года назад астрономы заметили комету, проходящую через нашу Солнечную систему, которая возникла далеко за ее пределами. Объект, известный как 3I/ATLAS, является лишь третьим подтвержденным межзвездным гостем из когда-либо обнаруженных, и ученые сейчас находят ключи к разгадке инопланетной среды, в которой он сформировался.

Новое исследование, проведенное под руководством ученых Мичиганского университета, предполагает, что комета родилась в условиях, гораздо более холодных, чем те, что сформировали нашу собственную Солнечную систему. Выводы основаны на анализе необычного состава воды кометы, который выявил чрезвычайно высокий уровень дейтерия, более тяжелой формы водорода.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy и получило поддержку от NASA, Национального научного фонда США и Чилийского национального агентства по исследованиям и разработкам.

«Наши новые наблюдения показывают, что условия, приведшие к формированию нашей Солнечной системы, сильно отличаются от того, как планетные системы развивались в разных частях нашей галактики», — сказал Луис Салазар Мансано, ведущий автор исследования и аспирант кафедры астрономии Мичиганского университета.

Инопланетная комета содержит необычную «тяжелую воду»

Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода, что дает воде знакомую формулу H₂O. В обычной воде атомы водорода содержат только протон. Но некоторые формы воды содержат дейтерий, изотоп водорода, который включает как протон, так и нейтрон.

Исследователи обнаружили, что 3I/ATLAS содержит исключительно большое количество этой богатой дейтерием воды. Хотя небольшие количества тяжелой воды существуют на Земле и в кометах в пределах нашей Солнечной системы, уровни, обнаруженные в 3I/ATLAS, были значительно выше.

«Количество дейтерия по отношению к обычному водороду в воде выше, чем все, что мы видели раньше в других планетных системах и планетных кометах», — сказал Салазар Мансано.

По словам исследователей, соотношение дейтерия в комете было примерно в 30 раз выше, чем то, что было измерено в кометах нашей Солнечной системы, и примерно в 40 раз выше, чем соотношение, обнаруженное в океанах Земли.

Ключи к разгадке ледяного места рождения

Ученые используют уровни дейтерия как своего рода химический отпечаток пальца, который раскрывает условия, присутствовавшие при формировании небесных тел. Сравнивая эти соотношения с теми, что обнаружены поблизости, исследователи могут сделать вывод о том, в какой среде образовалась комета.

Команда пришла к выводу, что 3I/ATLAS, вероятно, сформировалась в гораздо более холодном регионе с более низким уровнем радиации, чем среда, создавшая планеты и кометы в нашей Солнечной системе.

«Это доказательство того, что условия, которые привели к созданию нашей Солнечной системы, не являются повсеместными в космосе», — сказала Тереза Панеке-Карреньо, соруководитель исследования и доцент кафедры астрономии Мичиганского университета. «Это может звучать очевидно, но это одна из тех вещей, которые нужно доказать».

Как ученые изучали 3I/ATLAS

Исследователи заявили, что исследование стало возможным только потому, что астрономы обнаружили 3I/ATLAS достаточно рано для детальных последующих наблюдений.

После открытия Салазар Мансано и его коллеги получили время для наблюдений в обсерватории MDM в Аризоне, где они обнаружили одни из первых признаков газовых выбросов из кометы (MDM расшифровывается как Michigan, Dartmouth и Massachusetts Institute of Technology — первоначальные партнеры обсерватории).

Затем Салазар Мансано объединился с Панеке-Карреньо, которая обладала опытом работы с Большой миллиметровой/субмиллиметровой решеткой Атакамы (ALMA) в Чили. Инструменты ALMA достаточно чувствительны, чтобы отличать дейтерированную воду от обычной воды, что позволило команде точно измерить соотношение между ними.

Исследователи утверждают, что это первый случай, когда ученым удалось успешно провести такой анализ воды на межзвездном объекте.

«Нахождение в Мичиганском университете и доступ к этим объектам были ключом к тому, чтобы сделать эту работу возможной», — сказал Салазар Мансано. «Мы были частью очень талантливой команды с большим опытом в различных областях, все мы дополняли друг друга, и это позволило нам анализировать и интерпретировать эти наборы данных».

Могут быть обнаружены и другие межзвездные гости

Исследование также демонстрирует, что астрономы вскоре смогут химически анализировать дополнительные межзвездные объекты, чтобы лучше понять, как планетные системы формируются по всей галактике.

На сегодняшний день ученые идентифицировали только три известных межзвездных объекта, проникших в нашу Солнечную систему, но исследователи ожидают, что это число возрастет по мере того, как более совершенные обсерватории начнут сканировать небо.

Панеке-Карреньо подчеркнула, что сохранение темного ночного неба будет иметь важное значение для обнаружения этих тусклых гостей.

«Нам нужно заботиться о нашем ночном небе, сохраняя его чистым и темным, чтобы мы могли обнаруживать эти крошечные и тусклые объекты», — сказала она.

Дополнительную поддержку исследованию оказали Мичиганское общество стипендиатов и Фонд Хейзинга-Саймонса. ALMA управляется в рамках партнерства с участием Европейской южной обсерватории, NSF и японских Национальных институтов естественных наук в сотрудничестве с Республикой Чили.

Источники:

Materials provided by University of Michigan.

Luis E. Salazar Manzano, Teresa Paneque-Carreño, Martin A. Cordiner, Edwin A. Bergin, Hsing Wen Lin, Dariusz C. Lis, David W. Gerdes, Jennifer B. Bergner, Nicolas Biver, Dominique Bockelée-Morvan, Dennis Bodewits, Steven B. Charnley, Jacques Crovisier, Davide Farnocchia, Viviana V. Guzmán, Stefanie N. Milam, John W. Noonan, Anthony J. Remijan, Nathan X. Roth, John J. Tobin. Water D/H in 3I/ATLAS as a probe of formation conditions in another planetary system. Nature Astronomy, 2026; DOI: 10.1038/s41550-026-02850-5