Телескоп Уэбба обнаружил метан на межзвёздной комете 3I/ATLAS

Телескоп Джеймса Уэбба получил первый средний инфракрасный химический отпечаток межзвёздного объекта во время недавнего повторного визита к комете 3I/ATLAS. Наблюдения проводились с использованием инструмента среднего инфракрасного диапазона на двух разных датах, когда комета возвращалась из нашей Солнечной системы после облёта вокруг Солнца. Первое наблюдение состоялось 15–16 декабря, когда комета находилась на расстоянии примерно 329 миллионов километров от Солнца. Второе наблюдение — 27 декабря, когда комета находилась на расстоянии примерно 379 миллионов километров от Солнца.

Впервые на межзвёздном объекте Уэбб обнаружил метан. Это газ с высокой летучестью, что означает: он легко сублимируется из твёрдого льда в газ. Его отсроченное появление на комете 3I/ATLAS указывает на то, что метан был погребён под поверхностным слоем кометы и защищён от сублимации, пока тепло от близкого прохода кометы вокруг Солнца не достигло более глубоких частей ледяной поверхности. Количество метана относительно воды оказалось удивительно высоким, с немногими подобными аналогами в нашей Солнечной системе.

Наблюдения Уэбба также подтвердили, что комета 3I/ATLAS остаётся необычно богатой углекислым газом, выделяя значительно больше углекислого газа относительно воды по сравнению с типичными кометами Солнечной системы. Оба этих вывода указывают на совершенно иную среду формирования и химический состав, чем у подавляющего большинства комет, сформировавшихся в нашей Солнечной системе.

Кроме того, Уэбб наблюдал резкое снижение производства газа по мере удаления кометы 3I/ATLAS от Солнца, причём вода показала самый выраженный спад. Это ожидаемое поведение для такого объекта: по мере того как комета получает меньше тепла от Солнца, поверхность становится холоднее, и меньше льда испаряется. Вода, которая менее летуча, чем метан или углекислый газ, быстрее «выключает» своё производство газа.

Уэбб наблюдал комету 3I/ATLAS, используя спектрометр среднего разрешения, мощный инструмент, предназначенный для разложения инфракрасного света на его составляющие длины волн. Этот спектрометр является интегральным полым блоком, который обеспечивает спектр в каждой точке небольшого участка неба, позволяя команде одновременно измерять, какие газы присутствуют, и визуализировать их распределение вокруг ядра кометы.

Вопрос остаётся открытым. Если химический состав межзвёздной кометы 3I/ATLAS так сильно отличается от состава комет Солнечной системы — она содержит удивительно высокое количество метана относительно воды и необычно много углекислого газа, — то в какой среде она сформировалась? И что это говорит о разнообразии планетных систем в галактике, где условия для формирования комет могут кардинально отличаться от условий в нашей системе?