«Уэбб» обнаружил метан и необычную химию на межзвёздной комете 3I/ATLAS

Комета из другой звёздной системы удивила астрономов скрытым метаном и необычной химией, не похожей на то, что наблюдается в нашей Солнечной системе. (Это изображение межзвёздной кометы 3I/ATLAS, полученное космическим телескопом «Хаббл».) Источник: NASA, ESA, Д. Джуитт (UCLA); Обработка изображения: Дж. ДеПаскуале (STScI)

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (NASA) получил первый в истории химический «отпечаток» межзвёздного объекта в среднем инфракрасном диапазоне, предоставив новые данные о составе кометы 3I/ATLAS по мере её удаления от Солнца. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Исследователи использовали прибор MIRI (Mid-Infrared Instrument) «Уэбба» во время двух сеансов наблюдений после того, как комета прошла ближайшую к Солнцу точку. Первая серия наблюдений состоялась 15 и 16 декабря, когда 3I/ATLAS находилась на расстоянии около 329 миллионов километров от Солнца. Второй раунд последовал 27 декабря, когда комета была примерно в 379 миллионах километров от светила.

«Уэбб» обнаружил метан на межзвёздной комете

Впервые учёные напрямую идентифицировали газообразный метан на межзвёздном госте.

Метан — чрезвычайно летучее вещество, которое может быстро переходить из твёрдого льда в газ. Его появление только после того, как комета уже прошла близко к Солнцу, позволяет предположить, что метан был скрыт под поверхностью. По мнению исследовательской группы, верхние слои кометы, вероятно, защищали лёд метана до тех пор, пока солнечное тепло не проникло глубже в ледяные недра.

Соотношение метана и воды также удивило исследователей. Оно значительно выше, чем обычно наблюдается у комет нашей Солнечной системы, и лишь несколько известных примеров демонстрируют схожие характеристики.

Необычно богата углекислым газом

Наблюдения также подтвердили ещё одну необычную особенность 3I/ATLAS. Комета выделяет исключительно большое количество углекислого газа по сравнению с водой, что значительно превышает уровни, обычно измеряемые у комет Солнечной системы.

В совокупности измерения метана и углекислого газа указывают на историю формирования, которая существенно отличается от истории большинства комет, возникших вокруг нашего Солнца. Результаты показывают, что 3I/ATLAS сформировалась в совершенно иной химической среде, прежде чем начать своё путешествие через межзвёздное пространство.

Выделение газа падает по мере удаления кометы

«Уэбб» также отследил, как менялась активность кометы по мере её удаления от Солнца.

Учёные наблюдали резкое снижение выделения газов, причём наиболее сильное падение показала вода. Такое поведение ожидаемо, поскольку комета получает меньше солнечной энергии. По мере падения температуры меньше льда испаряется с поверхности и из приповерхностных слоёв.

Вода менее летуча, чем метан или углекислый газ, что означает, что её газовыделение прекращается быстрее по мере остывания кометы.

Как «Уэбб» измерил химический состав кометы

Наблюдения проводились с помощью спектрометра среднего разрешения MIRI — прибора, который разделяет инфракрасный свет на отдельные длины волн. Анализируя эти длины волн, исследователи могут определить, какие газы присутствуют.

Спектрометр также функционирует как интегральное полевое устройство, позволяя учёным получать спектр в каждой точке небольшой области неба. Эта возможность позволила команде не только идентифицировать газы, окружающие ядро кометы, но и составить карту распределения этих газов вокруг объекта.

Источники:

Материалы предоставлены NASA.

Мэттью Беляков, Ян Вонг, Брайс Т. Болин, М. Райли Дэвис, Стивен Дж. Бромли, Кэри М. Лисс, Майкл Э. Браун. Летучий состав 3I/ATLAS по данным JWST/MIRI. The Astrophysical Journal Letters, 2026; 1001 (1): L11 DOI: 10.3847/2041-8213/ae5700