Межзвездная комета 3I/ATLAS может быть ровесницей Вселенной — ее возраст оценили в 10–12 миллиардов лет

3I/ATLAS — лишь третий зафиксированный объект, проникший в нашу Солнечную систему из межзвездного пространства. После открытия в 2025 году она двигалась со скоростью около 58 километров в секунду относительно Солнца, став самой быстрой из известных комет — значительно быстрее своих предшественников, 1I/Оумуамуа и 2I/Борисова.

Считается, что чем выше скорость межзвездного объекта, тем он старше: за миллиарды лет такие тела многократно испытывают гравитационное ускорение при сближении с другими звездами, постепенно разгоняясь. На основе этой скорости астрономы ранее оценивали «кинематический» возраст 3I/ATLAS в диапазоне от трех до 11 миллиардов лет — с большой неопределенностью.

Теперь новое исследование под руководством Мартина Кординера из Центра космических полетов NASA имени Годдарда склоняется к верхней границе этого диапазона. Ученые проанализировали состав кометы с помощью спектрометра NIRSpec космического телескопа «Джеймс Уэбб», измерив соотношение изотопов углерода (углерод-12 и углерод-13), а также степень обогащения воды дейтерием — тяжелым изотопом водорода.

Изотопы — это атомы одного элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Так, углерод-12 содержит шесть протонов и шесть нейтронов, а углерод-13 — шесть протонов и семь нейтронов. Дейтерий, в отличие от обычного водорода, имеет один протон и один нейтрон.

Наблюдения показали, что в составе 3I/ATLAS значительно больше углерода-12 по отношению к углероду-13, чем в любых известных объектах Солнечной системы, а также в окрестных протопланетных дисках и межзвездных облаках. Это однозначно указывает на внегалактическое происхождение — комета «не отсюда».

Поскольку содержание углерода-13 во Вселенной увеличивается со временем — в результате процессов звездообразования и вспышек новых — его низкая доля в составе кометы говорит о том, что она сформировалась очень давно, еще до того, как этот изотоп накопился в значительных количествах.

Модели эволюции галактики позволяют уточнить этот вывод. После формирования Млечного Пути около 13 миллиардов лет назад произошел бурный всплеск звездообразования. Многие звезды быстро эволюционировали в красные гиганты, затем сбрасывали оболочки, образуя планетарные туманности, а их ядра превращались в белые карлики.

В тесных двойных системах такие белые карлики могут перетягивать вещество у соседней звезды, что приводит к термоядерным вспышкам — новым. Именно они являются важным источником углерода-13. На ранних этапах истории галактики такие вспышки происходили особенно часто, постепенно увеличивая содержание этого изотопа.

Тот факт, что в 3I/ATLAS мало углерода-13, но при этом присутствуют более тяжелые элементы, указывает, что комета сформировалась в этот ранний период — до накопления углерода-13. Это и дает оценку ее возраста в 10–12 миллиардов лет.

Дополнительные сведения дает и состав воды кометы. В ней обнаружено значительно повышенное содержание дейтерия — примерно на порядок выше, чем у типичных комет Солнечной системы. Такое обогащение возможно лишь при крайне низких температурах (около −243°C), характерных для холодных межзвездных облаков, и в среде с низким содержанием тяжелых элементов — что снова указывает на ранние эпохи формирования галактики.

Поскольку кометы формируются одновременно с планетами, 3I/ATLAS может быть реликтом одной из самых ранних планетных систем в Млечном Пути.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram