Гость с иных миров: на межзвёздной комете 3I/ATLAS, возможно, извергаются ледяные вулканы

Новые наблюдения показывают, что межзвёздная комета 3I/ATLAS может быть покрыта извергающимися «криовулканами» (ледяными вулканами).

Исследователи обнаружили свидетельства того, что по мере приближения кометы к Солнцу на её поверхности активизировалась серия ледяных гейзеров. Природа этих выбросов может быть объяснена необычным составом кометы, согласно исследованию, опубликованному 24 ноября на сервере препринтов arXiv.

Выводы исследования, которые ещё не прошли рецензирование, предполагают, что комета 3I/ATLAS похожа на ледяные транснептуновые объекты — карликовые планеты и другие тела, вращающиеся вокруг Солнца за орбитой Нептуна. Если это подтвердится, значит, что, несмотря на своё происхождение из другой звёздной системы, комета 3I/ATLAS имеет неожиданно много общего с объектами в нашем собственном космическом районе.

«Мы все были удивлены, — сказал Live Science ведущий автор исследования Жозеп Триго-Родригес, ведущий научный сотрудник Института космических наук (CSIC/IEEC) в Испании. — Учитывая, что это комета, сформировавшаяся в удалённой планетной системе, примечательно, что смесь материалов, образующих её поверхность, имеет сходство с транснептуновыми объектами — телами, сформированными на большом расстоянии от Солнца, но принадлежащими нашей планетной системе».

Со времени первого обнаружения кометы астрономами в июле спекуляции о её происхождении не утихали. Многие онлайн-дискуссии сводились к вопросу, может ли этот межзвёздный гость быть инопланетным космическим кораблём. Однако большинство астрономов уверены, что 3I/ATLAS — это комета из неизвестной звёздной системы.

Комета 3I/ATLAS — лишь третий зарегистрированный межзвёздный объект, предоставляющий исследователям редкую возможность узнать больше об условиях вокруг других звёзд и в далёком прошлом (возраст кометы может на миллиарды лет превышать возраст нашей системы). Это означает, что учёные спешат изучить объект до того, как он навсегда покинет нашу Солнечную систему в следующем году.

Для нового исследования Триго-Родригес и его коллеги наблюдали за кометой с помощью телескопа Жуана Орó в обсерватории Монсек на северо-востоке Каталонии, объединив эти данные с наблюдениями других обсерваторий региона. Астрономы внимательно следили за кометой по мере её приближения к перигелию — ближайшей к Солнцу точке, достигнутой 29 октября. Кометы нагреваются при приближении к звезде, что приводит к сублимации льда на их поверхности в газ, который исследователи могут детектировать и изучать.

Исследователи обнаружили, что комета вступила в более интенсивную стадию сублимации, оказавшись в пределах примерно 378 миллионов километров от Солнца, одновременно с этим быстро увеличивая яркость. С помощью телескопа Жуана Орó им удалось получить самые высококачественные на сегодняшний день изображения выбросов газа и пыли с кометы, которые они интерпретировали как явные признаки криовулканизма.

Криовулканы обычно встречаются на небесных телах, богатых льдом, таких как транснептуновые объекты. Триго-Родригес отметил, что эти объекты обладают внутренним теплом, которое плавит лёд и порождает криовулканы, выбрасывающие пар и пыль в космос.

В случае кометы 3I/ATLAS исследователи полагают, что криовулканизм вызван активацией первичного материала, заключённого внутри неё. По мере нагрева кометы Солнцем был преодолён порог сублимации твёрдого диоксида углерода («сухого льда») в газ. Это, в свою очередь, позволило окислительной жидкости проникнуть в недра кометы и вступить в реакцию с реакционноспособными металлическими зернами, такими как сульфиды никеля и железа.

Чтобы проверить свои гипотезы о составе кометы, исследователи провели спектроскопическое сравнение (анализ взаимодействия материи со светом), используя примитивные и первозданные каменные метеориты — углистые хондриты, собранные NASA в Антарктиде.

Один из этих антарктических образцов, по мнению учёных, содержит фрагмент транснептунового объекта. Анализ показал, что комета 3I/ATLAS похожа на эти реликты ранней Солнечной системы и, вероятно, богата природными металлами.

Считается, что углистые хондриты сыграли роль в зарождении жизни на Земле, принеся летучие материалы, которые помогли сформировать нашу атмосферу и другие условия, необходимые для жизни.

Происхождение кометы 3I/ATLAS

Точный размер 3I/ATLAS всё ещё неизвестен, но наблюдения космического телескопа «Хаббл» позволяют предположить, что её ширина составляет от 440 метров до 5,6 километров. Родригес и его коллеги подсчитали, что если диаметр кометы составляет 1 км и у неё тот каменистый состав, который они предполагают, то её масса превышает 600 миллионов тонн.

Однако, даже если 3I/ATLAS имеет состав, сходный с углистыми хондритами, и ведёт себя подобно транснептуновым объектам при приближении к Солнцу, она, без сомнения, не из нашей системы. Это доказывает её гиперболическая траектория, по которой учёные впервые заметили её несущейся со скоростью около 221 000 км/ч — слишком быстро, чтобы быть связанной гравитацией нашего Солнца.

Исследователи не знают, из какой звёздной системы прилетела комета 3I/ATLAS, но она определённо проделала долгий путь. Возраст кометы, вероятно, составляет миллиарды лет, и она может быть более чем на 3 миллиарда лет старше нашей Солнечной системы. Фактически, комета провела в космосе так много времени, что может быть чрезвычайно сильно облучена, что ещё больше затрудняет расшифровку её происхождения.

Триго-Родригес отметил, что изучение и отслеживание межзвёздных комет важно, поскольку они представляют потенциальную угрозу столкновения с Землёй. Однако он также назвал их «исключительными объектами», заслуживающими внимания сами по себе.

«Они являются космическими капсулами, содержащими ценную информацию о химических процессах, протекающих в другом месте нашей галактики», — сказал Триго-Родригес.

Данное открытие ставит перед наукой фундаментальные вопросы о процессе формирования планетных систем. Сходство между «чужаком» 3I/ATLAS и объектами окраин нашей собственной Солнечной системы может указывать на универсальность процессов, происходящих в протопланетных дисках вокруг молодых звёзд. Если ключевые «строительные блоки» — углистые хондриты, богатые металлами и летучими веществами — оказываются общими для систем, разделённых световыми годами, это укрепляет теорию о том, что условия для возникновения жизни могут быть широко распространены в Галактике.

В то же время, наличие активного криовулканизма у столь небольшого и древнего межзвёздного тела заставляет пересмотреть модели его внутреннего строения и долговечности. Как могла сохраниться внутренняя энергия или реакционноспособные материалы, способные питать извержения, после миллиардов лет космического путешествия в глубинах межзвёздного пространства? Ответ может заключаться в экзотических составах льдов или в механизмах нагрева, отличных от солнечного, таких как приливные силы или распад радиоактивных элементов.

Сейчас главная задача — собрать как можно больше данных до того, как комета скроется в межзвёздной тьме. Возможно, будущие миссии, подобные проекту «Комета Интерстеллар» Европейского космического агентства, смогут однажды не просто наблюдать за такими гостями издалека, но и отправить к ним зонды. Изучение вещества межзвёздных комет in situ стало бы революционным шагом в понимании химического разнообразия нашей Галактики и поиске ответа на вопрос, одни ли мы во Вселенной. Пока же 3I/ATLAS остаётся загадочным и драгоценным посланником, чьё краткое визирование бросает вызов нашему воображению и расширяет границы познания.