Astronomii care au folosit un radiotelescop pentru a se uita la o cometă interstelară au obținut noi informații despre momentul și locul în care s-a format obiectul ceresc. Cometa, numită 3I/ATLAS, a atras atenția la nivel mondial când cercetătorii au descoperit-o pentru prima dată trecând prin sistemul nostru solar în iulie. Este doar al treilea obiect interstelar care își are originea în afara sistemului nostru solar. În plus, sistemul din care a venit este foarte diferit de al nostru. „Temperatura din mediul de formare al 3I/ATLAS a fost mai mică de 30 Kelvin, adică -243,14 grade Celsius sau -405,67 grade Fahrenheit”, a spus autorul principal al studiului, scrie CNN.
Cercetările inițiale despre compoziția cometei, publicate pe 23 aprilie în revista Nature Astronomy, arată că aceasta își are originea într-un loc foarte diferit de sistemul nostru solar, potrivit autorilor studiului.
Observațiile au fost făcute folosind Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, sau ALMA, în Chile, la începutul lunii noiembrie, la doar câteva zile după ce cometa a trecut cel mai aproape de Soare. Radiotelescopul ALMA le-a permis cercetătorilor să măsoare deuteriul din interiorul cometei, marcând prima dată când acest izotop al hidrogenului a fost detectat într-un obiect interstelar.
„Deuteriul se găsește în general în apa cometelor Sistemului Solar și în oceanele Pământului sub formă de apă deuteratată, HDO, numită și apă semi-grea”, a transmis autorul principal al studiului, Luis Eduardo Salazar Manzano, candidat la doctorat în cadrul departamentului de astronomie al Universității din Michigan.
„Observațiile noastre cu ALMA indică faptul că abundența deuteriului în apa din 3I/ATLAS este de peste 40 de ori mai mare decât valoarea din oceanele Pământului și de peste 30 de ori mai mare decât valoarea din cometele Sistemului Solar”, a explicat el.
Descoperirile ar putea permite cercetătorilor să înțeleagă mai bine condițiile extreme ale sistemului planetar al cometei, și chiar să înțeleagă cum arăta galaxia Calea Lactee cu mult înainte de apariția sistemului nostru solar.
„Obiectele interstelare sunt capsule ale timpului care aduc materie din mediile în care s-au format alte sisteme planetare, iar măsurătorile noastre ne permit în sfârșit să deschidem aceste capsule ale timpului și să aruncăm o privire asupra condițiilor fizice în care aceste obiecte au provenit”, a spus Salazar Manzano.
Un obiect antic și neobișnuit
Apa, în mod normal, conține doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen (H20). Atomii de hidrogen includ un singur proton sau o particulă subatomică încărcată pozitiv. Apa deuterat diferă ușor prin faptul că atomii de hidrogen conțin fiecare și un singur neutron sau o particulă subatomică fără sarcină. Adăugarea neutronului înseamnă că apa deuteratată este mai grea decât H20.
Studierea abundenței apei deuterate din cadrul 3I/ATLAS poate dezvălui semne ale locului în care s-a format cometa, au spus cercetătorii.
„Îmbogățirea în deuteriu are loc, în general, atunci când apa se formează în nori moleculari reci din spațiul interstelar, ceea ce se întâmplă, în general, cam în același timp în care se formează sistemele solare din jurul altor stele”, a spus Salazar Manzano.
Cercetătorii cred că sistemul planetar de unde a apărut cometa interstelară era incredibil de rece, mult mai rece decât propriul nostru sistem solar în timpul formării sale.
„Temperatura din mediul de formare al 3I/ATLAS a fost mai mică de 30 Kelvin, adică -243,14 grade Celsius sau -405,67 grade Fahrenheit”, a spus el.
Cercetări anterioare au indicat că această cometă interstelară ar putea avea o vârstă de până la 11 miliarde de ani, mult mai veche decât sistemul nostru solar sau Soarele, care s-a format acum 4,5 miliarde de ani.
Apa încă prinsă în interiorul cometei s-a format probabil cu mult înaintea stelei gazdă, dar 3I/ATLAS s-a născut ulterior, dintr-un disc protoplanetar de gaz și praf care se învârtea în jurul stelei.
„Același disc pe care se formează planetele”, a spus Salazar Manzano.
Având în vedere că temperaturile mai ridicate pot reduce cantitatea de deuteriu din cauza reacțiilor chimice, cercetătorii cred că 3I/ATLAS s-a format și și-a petrecut cea mai mare parte a timpului în zonele exterioare ale discului protoplanetar, păstrându-și abundența de apă deuteratată.
Noile descoperiri se aseamănă cu observațiile anterioare care au evidențiat o abundență mare de dioxid de carbon în interiorul cometei interstelare, ceea ce este în concordanță și cu un obiect format în partea exterioară a unui disc protoplanetar.
O privire istorică asupra Căii Lactee
Utilizarea ALMA pentru observații a fost esențială deoarece radiotelescopul poate îndrepta lumina la un unghi mai apropiat față de soare decât telescoapele tradiționale. Radiotelescoapele detectează unde radio de energie redusă, în loc de lumină vizibilă sau căldură de înaltă energie, care pot distruge componentele optice ale telescoapelor precum Telescopul Spațial James Webb.
Echipa a folosit ALMA pentru a studia cometa la scurt timp după ce aceasta s-a apropiat la 203 milioane de kilometri de Soare, suficient de aproape pentru ca gheața cometei să se sublimeze într-un gaz detectabil datorită căldurii soarelui.
Cercetătorii se așteptau să observe H20, dar acesta nu a fost detectat în 3I/ATLAS.
„Acest lucru nu înseamnă că 3I/ATLAS nu avea apă obișnuită. Înseamnă doar că se afla sub sensibilitatea observațiilor noastre. Cu toate acestea, am avut o surpriză cu adevărat mare când ne-am dat seama că detectasem apă deuterizată, în ciuda faptului că nu detectasem apă obișnuită, ceea ce ne-a spus imediat că 3I/ATLAS era un obiect cu adevărat neobișnuit”, a spus Salazar Manzano.
Este puțin probabil ca astronomii să poată determina din ce sistem planetar provine 3I/ATLAS, dar asta nu înseamnă că acest corp ceresc nu va oferi informații neprețuite. Obiectele interstelare pot dezvălui aspecte altfel ascunse și necunoscute despre universul nostru.
Observatorul Vera C. Rubin, situat în Chile, a publicat primele sale imagini în iunie și se așteaptă să detecteze obiecte interstelare cu o frecvență mai mare, ceea ce i-ar putea permite lui Salazar Manzano și colegilor săi să determine dacă 3I/ATLAS este o excepție cu abundența sa de apă deuterizată sau dacă alte comete similare conțin o îmbogățire similară.
„În mod foarte clar, vedem doar vârful aisbergului când vine vorba de studierea acestor comete interstelare. Gândirea noastră ca și comunitate evoluează rapid pe măsură ce învățăm să punem întrebări noi și să înțelegem răspunsuri confuze”, a spus astronomul planetar Theodore Kareta, profesor asistent de astrofizică și științe planetare la Universitatea Villanova de lângă Philadelphia.
Kareta a studiat 3I/ATLAS, dar nu a fost implicat în această cercetare. Prezența deuteriului în cometă este analogă amprentelor digitale, a spus el, arătând cum s-a născut, în esență, cometa, precum și cum arăta galaxia noastră acum mai bine de 10 miliarde de ani, când era mai puțin îmbogățită cu metale decât este acum.
„Pe măsură ce galaxia noastră a îmbătrânit, tipurile de comete pe care le-a construit de-a lungul timpului s-au schimbat, iar asta înseamnă că s-au schimbat și tipurile de planete pe care le poate crea. Acest lucru face ca aceste comete interstelare să fie atât de interesante - nu este neapărat vorba de ceea ce sunt sau cum arată, ci de modul în care ne permit să privim înapoi în timp pentru a ne da seama dacă planetele «de acolo» arată ca cele pe care le avem acasă”, a transmis Kareta.