Чи відомо, де народилася комета 3I/ATLAS: вчені знайшли підказку

Метан у складі міжзоряної комети 3I/ATLAS виявився незвично багатим на важкий водень, що вказує на дуже холодне місце її формування. За даними телескопа Джеймса Вебба, співвідношення важкого й звичайного водню в її метані приблизно в 13 разів вище, ніж у комети 67P/Чурюмова — Герасименка.

Про дослідження, оприлюднене в журналі Nature Astronomy, розповідає матеріал Phys.org, пише редакція Новини.LIVE.

Що виявили в метані міжзоряної комети 3I/ATLAS

Хімічна підказка про умови в планетній системі, звідки походить 3I/ATLAS, закарбувалася в кометі задовго до наближення до Сонця. Метан у її складі незвично багатий на важкий водень. Це дає підстави вважати, що замерзлі складники комети утворилися в дуже холодному середовищі навколо іншої зорі або в хмарі, яка передувала їй.

Співвідношення важкого й звичайного водню в 3I/ATLAS виміряв за допомогою телескопа Джеймса Вебба Нейтан Рот з Американського університету та Центру космічних польотів імені Годдарда NASA разом із колегами. Воно приблизно в 13 разів вище, ніж у комети 67P/Чурюмова — Герасименка, яка, імовірно, виникла в нашій Сонячній системі.

Результати опубліковано в Nature Astronomy. Вони дають науковцям рідкісну можливість вивчити ранню хімію іншої планетної системи, але складність у тому, щоб за газом, який виходить із комети, відновити умови, в яких утворився її лід.

Як виміряли слабкий сигнал важкого водню в метані

Важкий водень, або дейтерій, має в ядрі додатковий нейтрон. У молекулі метану, що складається з одного атома вуглецю й чотирьох атомів водню, він може замінити звичайний водень.

Така заміна змінює інфрачервоний сигнал молекули, тож астрономи здатні розрізнити обидві форми. Проте метан із дейтерієм дає значно слабший сигнал.

Вебб спостерігав за 3I/ATLAS 22 і 23 грудня 2025 року, коли комета була приблизно в 2,4 раза далі від Сонця, ніж Земля. Телескоп досліджував інфрачервоне світло від коми — газової хмари навколо крижаного ядра.

Дослідники змоделювали й відняли світло від інших газів, а потім шукали слабкі сліди важчого аналога метану між яскравішими смугами звичайного. Так вони отримали співвідношення дейтерію до водню (D/H) у метані приблизно 3,2%.

"Це співвідношення D/H перевищує будь-яке інше значення для метану, виміряне в Сонячній системі", — пишуть автори.

Порівняння з кометою 67P особливо корисне. Вона належить до сімейства Юпітера, ймовірно, виникла в поясі Койпера й лишається єдиною іншою кометою, де виявили метан із дейтерієм. Для цього вимірювання знадобилося дослідження з близької відстані зондом Rosetta, а Вебб зафіксував цю молекулу здалеку в 3I/ATLAS, що народилася поза нашою Сонячною системою.

Чому важкий водень свідчить про холодне місце народження

У надзвичайно холодному газі деякі хімічні реакції сприяють включенню дейтерію в молекули. За температури близько 10 градусів вище абсолютного нуля реакції, які могли б скасувати таке збагачення, стають менш ефективними. Тоді хімічні процеси на міжзоряних пилинках можуть створювати багатий на дейтерій лід, що згодом стає частиною комети.

Нове вимірювання додає підказку й щодо часу. Співвідношення D/H у метані приблизно втричі вище, ніж раніше виміряне в 3I/ATLAS у воді. Дослідники припускають, що метан міг утворитися пізніше, коли навколишня хімія мала більше часу накопичити важкий водень.

Команда стверджує, що результат узгоджується з теорією походження 3I/ATLAS у холодній хмарі або в оточенні зорі, що формується. У такому середовищі відносно мало елементів важчих за гелій, а космічні промені інтенсивно бомбардують речовину. Ці енергійні частинки допомагають запускати реакції, які збагачують молекули дейтерієм.

Чи встановлено точне місце народження комети

Йдеться про правдоподібну історію, а не про однозначно визначене місце народження. Прямих вимірювань співвідношення D/H у метані в далеких зореутворювальних середовищах для порівняння немає, а кілька хімічних моделей з такими оцінками дають значення нижчі за виміряне.

Тож комета влаштовує цим моделям складний іспит. Щільна речовина навколо молодих зір може приховувати хімію льоду від телескопів, але 3I/ATLAS принесла частину такої речовини в зону досяжності. Будь-який опис формування її складників тепер має пояснити, чому в метані так багато важкого водню.

Раніше Новини.LIVE писали, що астрономи дослідили склад іонного хвоста міжзоряної комети 3I/ATLAS і з'ясували, що вона утворилася в умовах вкрай низької температури, далеко від материнської зорі.

Також Новини.LIVE розповідали, що гарвардський астроном Аві Леб припустив, що 3I/ATLAS могла переносити складники життя, а то й стати частиною гіпотези спрямованої панспермії.