Аномально «тяжелая» вода выдала происхождение 3I/ATLAS

Вода — это своеобразная химическая летопись космоса. Изучая соотношение дейтерия к обычному водороду, исследователи могут понять, при каких температурах и в какой среде возникли ее молекулы. Чем холоднее условия формирования, к примеру, в плотных молекулярных облаках или на окраинах протопланетных дисков, тем больше дейтерия может накапливаться в воде.  

У комет Солнечной системы этот показатель уже изучали: он отличается от земного, но обычно находится в сравнительно узком диапазоне. Вот почему межзвездные гости, такие как 3I/ATLAS, представляют особый интерес — они сохраняют вещество, появившееся вокруг других звезд и могут рассказать, насколько типична или уникальна наша собственная планетная система. 

Напомним, обнаруженная в июле 2025 года комета 3I/ATLAS стала вторым межзвездным объектом с подтвержденной кометной активностью, доступной для химического анализа. Ранее, приблизившись к Солнцу, этот звездный странник буквально вскипел, а пройдя перигелий и вовсе изменил свой химический состав. Происхождение этого небесного тела сразу показалось ученым необычным: пропорции углекислого газа и метанола сильно отличались от знакомых комет. 

Теперь, с помощью радиотелескопа ALMA астрономы попытались изучить главный компонент кометного льда — воду. Но задача оказалась непростой. Хотя обычную воду в комете напрямую зарегистрировать не удалось, ученые зафиксировали следы HDO — молекулы воды (Н₂O), где один атом водорода (Н) заменен дейтерием (D). Так они смогли вычислить нижнюю границу соотношения дейтерия к водороду. 

Выяснилось, что в воде 3I/ATLAS оно как минимум в 30-40 раз выше, чем в океанах Земли, и более чем в 20-30 раз выше, чем у типичных комет Солнечной системы. Это беспрецедентное значение для подобных объектов.  

Затем, проанализировав спектры воды, так называемой полутяжелой воды (HDO) и метанола, авторы нового исследования построили сложную компьютерную модель поведения газов в атмосфере кометы. Частью расчетов стало даже отсутствие уверенного сигнала от обычной воды — такие косвенные ограничения позволили оценить, сколько вообще ее может быть и вывести надежную нижнюю границу соотношения дейтерия к водороду. 

Столь необычный химический отпечаток означает, что вода в 3I/ATLAS, вероятно, формировалась в значительно более холодной и менее «переработанной» среде, чем вода в Солнечной системе. То есть родительская система межзвездного странника возникла в более холодном и спокойном регионе звездообразования, чем наше светило. 

Есть и другой сценарий. Изначально вода могла походить на ту, что повсюду встречается в молодых системах, но эволюция диска вокруг родительской звезды кометы шла иначе. В нашей системе часть первичного химического сигнала могла стереться из-за нагрева, перемешивания вещества и прочих процессов. А вот в родной системе 3I/ATLAS этого могло не случиться, из-за чего комета сохранила древний химический состав. 

Открытие затрагивает не только историю третьего межзвездного объекта: результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, ставят под вопрос существующие представления об универсальности химии воды в планетных системах. Если выводы ученых верны, то условия формирования потенциально пригодных для жизни миров могут быть куда разнообразнее, чем считалось.

Любовь С.

377 статей

Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram