Kometa iz drugog planetarnog sistema stigla do nas i ono što se vidi na njoj iznenadilo nauku: Objekat je stariji od Sunca i ima još nešto

Kometa nazvana 3I/ATLAS privukla je pažnju širom sveta kada su istraživači u julu prvi put otkrili da velikom brzinom prolazi kroz naš Sunčev sistem. To je tek treći međuzvezdani objekat, odnosno nebesko telo koje potiče izvan našeg Sunčevog sistema, koji je primećen kako prolazi kroz naš deo svemira. Kometa je u decembru započela izlazak iz Sunčevog sistema.

Početna istraživanja o sastavu komete, objavljena 23. aprila u časopisu Nature Astronomy, pokazuju da je nastala na mestu koje se značajno razlikuje od našeg Sunčevog sistema, navode autori studije.

Posmatranja su obavljena pomoću teleskopa Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) u Čileu početkom novembra, samo nekoliko dana nakon što je kometa prošla najbliže Suncu.

ALMA radio-teleskop omogućio je istraživačima da izmere deuterijum u kometi, što predstavlja prvi put da je ovaj izotop vodonika otkriven u međuzvezdanom objektu.

„Deuterijum se uglavnom nalazi u vodi kometa Sunčevog sistema i u Zemljinim okeanima u obliku deuterisane vode HDO, poznate i kao poluteška voda“, napisao je vodeći autor studije Luis Eduardo Salazar Manzano, doktorand na Odeljenju za astronomiju Univerziteta Mičigen.

„Naša posmatranja pomoću ALMA teleskopa pokazuju da je količina deuterijuma u vodi komete 3I/ATLAS više od 40 puta veća nego u Zemljinim okeanima i više od 30 puta veća nego u kometama Sunčevog sistema.“

Otkriće bi moglo pomoći istraživačima da bolje razumeju ekstremne uslove planetarnog sistema iz kojeg kometa potiče, pa čak i da otkriju kako je izgledala galaksija Mlečni put mnogo pre nastanka našeg Sunčevog sistema.

„Međuzvezdani objekti su vremenske kapsule koje donose materijal iz okruženja u kojima su nastajali drugi planetarni sistemi, a naša merenja nam konačno omogućavaju da otvorimo te kapsule i zavirimo u fizičke uslove iz kojih su ti objekti potekli“, rekao je Salazar Manzano.

Drevni i neobični objekat

Voda, odnosno H2O, obično sadrži dva atoma vodonika i jedan atom kiseonika. Atomi vodonika imaju po jedan proton, odnosno pozitivno naelektrisanu subatomsku česticu. Deuterisana voda se razlikuje po tome što atomi vodonika sadrže i po jedan neutron, subatomsku česticu bez električnog naboja. Zbog dodatnog neutrona deuterisana voda je teža od obične vode.

Proučavanje količine deuterisane vode u kometi 3I/ATLAS može otkriti tragove o mestu njenog nastanka, navode istraživači.

„Povećanje količine deuterijuma uglavnom se događa kada voda nastaje u hladnim molekularnim oblacima u međuzvezdanom prostoru, što je otprilike isto vreme kada nastaju Sunčevi sistemi oko drugih zvezda“, rekao je Salazar Manzano.

Istraživači veruju da je planetarni sistem iz kojeg potiče međuzvezdana kometa bio izuzetno hladan, mnogo hladniji od našeg Sunčevog sistema tokom njegovog nastanka.

„Temperatura u okruženju u kojem je nastala kometa 3I/ATLAS bila je niža od 30 Kelvina, što odgovara temperaturi od minus 243,14 stepeni Celzijusa“, rekao je on.

Ranija istraživanja pokazala su da bi međuzvezdana kometa mogla biti stara čak 11 milijardi godina, što je znatno više od starosti našeg Sunčevog sistema i Sunca, koji su nastali pre oko 4,5 milijardi godina.

Voda koja je i dalje zarobljena unutar komete verovatno je nastala mnogo pre njene matične zvezde, ali sama kometa 3I/ATLAS formirala se kasnije iz protoplanetarnog diska gasa i prašine koji je kružio oko zvezde, istog onog diska u kojem nastaju planete, objasnio je Salazar Manzano.

Pošto više temperature mogu smanjiti količinu deuterijuma usled hemijskih reakcija, istraživači smatraju da je 3I/ATLAS nastala i najveći deo vremena provela na spoljnim delovima protoplanetarnog diska, gde je sačuvala visoku koncentraciju deuterisane vode.

Nova otkrića poklapaju se sa prethodnim posmatranjima koja su pokazala veliku količinu ugljen-dioksida u međuzvezdanoj kometi, što je takođe karakteristično za objekte nastale u spoljnim delovima protoplanetarnog diska.

Istorijski pogled na Mlečni put

Korišćenje ALMA teleskopa bilo je ključno jer radio-teleskop može da posmatra objekte pod manjim uglom prema Suncu nego tradicionalni teleskopi. Radio-teleskopi detektuju radio-talase niske energije, za razliku od vidljive svetlosti ili toplote visoke energije koje mogu oštetiti optičke komponente teleskopa poput Džejms Veb svemirskog teleskopa.

Tim je koristio ALMA teleskop kako bi proučavao kometu ubrzo nakon što se približila Suncu na oko 203 miliona kilometara, dovoljno blizu da led na kometi počne da sublimira u gas koji se može detektovati zbog Sunčeve toplote.

Istraživači su očekivali da otkriju H2O, ali obična voda nije detektovana u kometi 3I/ATLAS.

„To ne znači da kometa nije sadržala običnu vodu, već samo da je njena količina bila ispod granice osetljivosti naših posmatranja“, rekao je Salazar Manzano. „Međutim, doživeli smo veliko iznenađenje kada smo shvatili da smo detektovali deuterisanu vodu uprkos tome što nismo registrovali običnu vodu, što nam je odmah pokazalo da je 3I/ATLAS zaista neobičan objekat.“

Malo je verovatno da će astronomi ikada moći da utvrde iz kojeg planetarnog sistema kometa 3I/ATLAS potiče, ali to ne znači da ovaj nebeski objekat neće pružiti dragocene uvide, jer međuzvezdani objekti mogu otkriti skrivene i do sada nepoznate aspekte našeg svemira.

Opservatorija Vera C. Rubin u Čileu objavila je prve fotografije u junu i očekuje se da će mnogo češće otkrivati međuzvezdane objekte, što bi Salazaru Manzanu i njegovim kolegama moglo pomoći da utvrde da li je 3I/ATLAS izuzetak zbog velike količine deuterisane vode ili i druge komete imaju slično obogaćenje.

„Veoma je jasno da tek zagrebavamo površinu kada je reč o proučavanju ovih međuzvezdanih kometa“, rekao je planetarni astronom dr Teodor Kareta, docent astrofizike i planetarnih nauka na Univerzitetu Vilanova blizu Filadelfije. „Način na koji razmišljamo kao naučna zajednica brzo se menja dok učimo da postavljamo nova pitanja i tumačimo zbunjujuće odgovore.“

Kareta je proučavao kometu 3I/ATLAS, ali nije učestvovao u ovom istraživanju. Prisustvo deuterijuma u kometi, kako kaže, može se posmatrati kao svojevrsni otisak prsta koji pokazuje sa čim je kometa nastala, ali i kako je izgledala naša galaksija pre više od 10 milijardi godina, kada je sadržala manje metala nego danas.

„Kako je naša galaksija starila, menjale su se i vrste kometa koje su nastajale, a to znači da su se menjale i vrste planeta koje su mogle da nastanu“, napisao je Kareta u mejlu. „Upravo to čini ove međuzvezdane komete toliko fascinantnim, nije stvar samo u tome šta su ili kako izgledaju, već u tome kako nam omogućavaju da pogledamo duboko u prošlost i otkrijemo da li planete tamo negde liče na one koje imamo kod kuće.“