Комета 3I/ATLAS: Результаты Исследования Применения Космических Лучей

Комета 3I/ATLAS подверглась значительной радиации в течение миллиардов лет, что было установлено в новом исследовании с использованием наблюдений, проведенных с помощью телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Эта комета накапливала огромное количество галактических космических лучей на своем межзвездном пути через Млечный Путь, в результате чего у нее образовалась глубокая ионизированная корка, совершенно не похожая на материал её родной звездной системы.

Используя наблюдения JWST и компьютерные симуляции, исследователи определили, что ранее зафиксированные «экстремальные» уровни обогащения углекислым газом (CO₂) в комете связаны с радиацией из космоса, впитанной за ее предполагаемую 7-миллиардолетнюю жизнь, согласно данным, опубликованным на сервере препринтов arXiv. Эти результаты пока не прошли рецензирование.

Галактические космические лучи — это вид космической радиации, состоящий из высокоэнергетических частиц из-за пределов нашей солнечной системы, воздействуют на угарный газ (CO) в космосе, превращая его в углекислый газ (CO₂). В нашем солнечной системе гелиосфера — огромный пузырь радиации, излучаемый солнцем — защищает Землю и ее соседей от большинства этого космического излучения. Но в межзвездном пространстве, где комета 3I/ATLAS провела большую часть своей жизни, такой защиты не существует.

Авторы нового исследования пришли к выводу, что за миллиарды лет космические лучи значительно изменили физическое состояние льда кометы 3I/ATLAS на глубину около 15-20 метров. «Это происходит очень медленно, но за миллиарды лет это оказывает сильное влияние», — отметил ведущий автор исследования Ромен Маджоло, научный сотрудник Королевского бельгийского института аэронавтики.

Полученные данные, которые исследователи описали как «парадигмальный сдвиг» в изучении межзвездных объектов, предполагают, что такие объекты, как комета 3I/ATLAS, в основном состоят из материалов, обработанных галактическими космическими лучами, а не из первозданных веществ, отражающих условия их формирования. Другими словами, комета 3I/ATLAS теперь является продуктом своего межзвездного путешествия, а не того места, откуда она пришла — по крайней мере, с внешней стороны.

Отслеживание межзвездного визитера

Комета 3I/ATLAS в данный момент движется вокруг солнца. Комета достигла перигелия (самой ближайшей точки к нашему солнцу) 29 октября. Кометы нагреваются, когда они сближаются со звездами, что вызывает сублимацию льдов на их поверхности в газ. Новые находки указывают на то, что перед перигелием любые газы, выбрасываемые кометой, были всего лишь продуктом её ионизированной внешней оболочки. После перигелия, вероятно, это будет продолжаться, но Маджоло отметил, что, хотя это маловероятно, солнечная эрозия может быть достаточной, чтобы выявить первозданные материалы из ядра кометы, которые заперты внутри.

«Сравнение наблюдений до и после перигелия было бы очень интересным», — сказал Маджоло. «Мы могли бы получить некоторые указания о ее первоначальном составе».

С тех пор как комета была открыта в июле, ученые применили различные телескопы для того, чтобы узнать все о 3I/ATLAS. Их обнаружения показали, что комета движется через нашу солнечную систему на скорости более 210,000 км/ч и имеет необычно плоскую и прямую траекторию. Комета 3I/ATLAS также может быть старейшей кометой, когда-либо наблюдаемой, поскольку одно исследование предполагает, что она на 3 миллиарда лет старше нашей солнечной системы, возраст которой составляет 4.6 миллиарда лет.

Новые исследования строятся на предыдущих работах, в которых утверждается, что комета 3I/ATLAS богата CO₂, основанных на первых изображениях еe, полученных JWST в августе.

Исследователи моделировали накопительный эффект воздействия галактических космических лучей на структуру льда и химический состав кометы после 1 миллиарда лет радиации. Метод основывается на лабораторных экспериментах, которые имитируют последствия воздействия галактических космических лучей и, следовательно, могут не полностью отражать межзвездные условия. Тем не менее, тесты предоставляют надежный индикатор того, что кометы испытывают в своих одиноких, многомиллиардных путешествиях через межзвездное пространство, согласно исследованию.

Модели показали, что 1 миллиард лет радиации было достаточно для образования глубокой ионизированной корки в комете 3I/ATLAS. Маджоло отметил, что комета все еще полна интересной информации, но она постарела и изменилась, что исследователям нужно будет учитывать в их анализах. «Мы должны быть осторожными и учитывать процессы старения, так что это больше работы для ученых, но [3I/ATLAS] остается очень интересной,» — добавил Маджоло.