Джеймс Уэбб обнаружил новые зацепки о происхождении межзвездной кометы 3I/ATLAS

Чем лед 3I/ATLAS отличается от обычного?

Комета 3I/ATLAS была обнаружена летом 2025 года, когда она входила в Солнечную систему. Это лишь третий известный объект, который прилетел из глубин Млечного Пути, после 1I/'Oumuamua, замеченной в 2017 году, и 2I/Borisov, обнаруженной в 2019 году. Поэтому комета предоставила редкую возможность заглянуть в условия, при которых такие тела формируются в других звездных системах. Телескоп "Джеймс Уэбб" быстро нацелили на нее, пишет Space.com.

"Мы проектировали телескоп так, чтобы он был готов в тот момент, когда обнаружат активную межзвездную комету, и мог следить за ней с течением времени"– прокомментировал Мартин Кординер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Католического университета Америки.

Кординер возглавляет программу "Джеймс Уэбб" по изучению таких объектов и является соавтором новой научной работы.

Откуда взялась комета?

Исследователи знают, что 3I/ATLAS возникла не в Солнечной системе, но вокруг какой звезды – неизвестно. Ученые более уверены в другом: комета сформировалась в протопланетном диске из газа и пыли вокруг молодой звезды, возможно, 10–12 миллиардов лет назад. Это более чем вдвое превышает возраст Солнечной системы. Впоследствии ее каким-то образом выбросило из родной системы, и она путешествовала по межзвездному пространству, пока не встретила нашу.

Как и обычные кометы, 3I/ATLAS состоит из зерен льда размером менее микрометра, то есть менее одной миллионной доли метра. Когда Солнце нагревает поверхность кометы, газ вырывается наружу и выносит ледяные зерна в кому – облако льда и пыли вокруг ядра – и в хвост. Именно там их фиксирует телескоп Джеймса Уэбба.

Что озадачило астрономов?

В спектре комет Солнечной системы водяной лед дает сильную линию поглощения на длине волны 3 микрометра и более слабые линии на 1,5 и 2 микрометра. Спектрограф NIRSpec на корпусе телескопа Джеймса Уэбба наблюдал 3I/ATLAS трижды: в августе 2025 года, до ближайшего сближения с Солнцем, и после него, в апреле 2026 года. Линии на 1,5 и 2 микрометра отсутствовали, а линия на 3 микрометра оставалась сильной.

Эта комбинация стала головоломкой– сказала ведущая автор исследования Сильвия Протопапа из Юго-Западного исследовательского института.

По ее словам, сильная полоса на 3 микрометра указывает на наличие водяного льда в коме, а слабые или отсутствующие коротковолновые полосы свидетельствуют о том, что лед имеет не ту форму, которую обычно наблюдают в кометах Солнечной системы.

Что показало моделирование?

Когда астрономы сталкиваются с необычным спектром, они прибегают к моделированию, чтобы найти физические характеристики, которые лучше всего его объясняют. Модель подсказала команде ученых, что комета состоит из субмикронных зерен грязного водяного льда, богатого пылью.

Зерна родных комет Солнечной системы значительно чище: это почти чистый водяной лед с минимальным содержанием пыли. Протопапа отметила, что главное отличие заключается в количестве пыли, смешанной со льдом, а такие зерна хранят подсказки об условиях зарождения кометы.

Почему это важно?

Кометы состоят из первоначального вещества протопланетного диска вокруг молодой звезды, поэтому их состав показывает, в каких условиях формируются планеты. Кометы Солнечной системы рассказывают о зарождении Земли, а межзвездная комета может рассказать об условиях вокруг другой звезды и о том, насколько они похожи на наши.

Спектр 3I/ATLAS напоминает спектры некоторых транснептуновых объектов среднего размера, богатых углекислым льдом и органическими соединениями, то есть веществами с атомами углерода. Такие тела расположены далеко за орбитой Нептуна и образовались в другой части протопланетного диска Солнца, чем большинство комет.

К тому же в отдельном исследовании 2025 года под руководством Кординера телескоп James Webb обнаружил в 3I/ATLAS одну из самых высоких концентраций углекислого газа, когда-либо зафиксированных в комете.

Следовательно, вокруг своей звезды комета сформировалась из такого же ледяного материала, что и часть транснептуновых объектов в нашей системе. Это означает, что строительные блоки планет вокруг других звезд имеют общие черты с теми, из которых образовалась Солнечная система. Не исключено, что 3I/ATLAS – обломок подобного тела, разбитого в результате столкновения.

На первый взгляд 3I/ATLAS не похожа на известные нам ледяные кометы. Но когда мы сравнили ее с далекими ледяными мирами нашей Солнечной системы, она больше не казалась чужой– сказала Протопапа.

Она добавила, что ледяные строительные блоки планет, как у нас, так и вокруг других звезд, вероятно, состоят из льда в виде крошечных зерен микрометрового масштаба – от относительно чистого льда до льда с пылью, а 3I/ATLAS ближе к пылевому краю этого спектра. Это означает, что такие зерна должны формироваться первыми в протопланетных дисках, а уже потом попадать в большие тела, такие как кометы и протопланеты.

Результаты были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters 26 октября.