Менее года назад астрономы заметили комету, проходящую через нашу Солнечную систему, которая возникла далеко за её пределами. Объект, известный как 3I/ATLAS, является лишь третьим подтверждённым межзвёздным гостем из когда-либо обнаруженных, и учёные сейчас раскрывают подсказки о чуждой среде, где он сформировался — и, судя по всему, эта среда была очень, очень холодной.

Новое исследование под руководством учёных из Мичиганского университета предполагает, что комета родилась в условиях, гораздо более холодных, чем те, что сформировали нашу собственную Солнечную систему. Выводы основаны на анализе необычного состава воды кометы, который выявил чрезвычайно высокий уровень дейтерия, более тяжёлой формы водорода. Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy и получило поддержку от NASA, Национального научного фонда США и Чилийского национального агентства по исследованиям и разработкам.

«Наши новые наблюдения показывают, что условия, приведшие к формированию нашей Солнечной системы, сильно отличаются от того, как планетные системы эволюционировали в разных частях нашей галактики», — сказал Луис Саласар Мансано, ведущий автор исследования и аспирант кафедры астрономии Мичиганского университета.

Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода, что даёт воде знакомую формулу H2O. В обычной воде атомы водорода содержат только протон. Но некоторые формы воды содержат дейтерий, изотоп водорода, который включает как протон, так и нейтрон. Исследователи обнаружили, что 3I/ATLAS содержит исключительно высокое количество этой богатой дейтерием воды. Хотя небольшие количества тяжёлой воды существуют на Земле и в кометах нашей Солнечной системы, уровни, найденные в 3I/ATLAS, были значительно выше.

«Количество дейтерия по отношению к обычному водороду в воде выше, чем всё, что мы видели раньше в других планетных системах и планетных кометах», — сказал Саласар Мансано. По словам исследователей, соотношение дейтерия в комете было примерно в 30 раз выше, чем измерено в кометах нашей Солнечной системы, и примерно в 40 раз выше, чем соотношение, найденное в океанах Земли. Учёные используют уровни дейтерия как своего рода химический отпечаток, который раскрывает условия, присутствовавшие при формировании небесных объектов. Сравнивая эти соотношения с теми, что найдены поближе к дому, исследователи могут сделать вывод о том, какая среда породила комету.

Команда пришла к выводу, что 3I/ATLAS, вероятно, сформировалась в гораздо более холодном регионе с более низким уровнем радиации, чем среда, создавшая планеты и кометы в нашей Солнечной системе. «Это доказательство того, что условия, которые привели к созданию нашей Солнечной системы, не являются повсеместными в космосе», — сказала Тереза Панеке-Карреньо, соруководитель исследования и доцент кафедры астрономии Мичиганского университета. «Это может звучать очевидно, но это одна из тех вещей, которые нужно доказать».

Исследователи сказали, что исследование стало возможным только потому, что астрономы обнаружили 3I/ATLAS достаточно рано для детальных последующих наблюдений. После открытия Саласар Мансано и его коллеги получили время наблюдений в обсерватории MDM в Аризоне, где они обнаружили одни из первых признаков газовых выбросов из кометы (MDM расшифровывается как Мичиган, Дартмут и Массачусетский технологический институт, первоначальные партнёры обсерватории). Затем Саласар Мансано объединился с Панеке-Карреньо, которая принесла опыт использования Большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки Атакамы, или ALMA, в Чили. Инструменты ALMA достаточно чувствительны, чтобы отличать дейтерированную воду от обычной воды, что позволило команде точно измерить соотношение между ними.

Исследователи говорят, что это первый случай, когда учёные успешно провели такой анализ воды на межзвёздном объекте. «Нахождение в Мичиганском университете и доступ к этим объектам были ключом к тому, чтобы сделать эту работу возможной», — сказал Саласар Мансано. «Мы были частью команды, которая была очень талантливой и очень опытной в нескольких областях, все мы дополняли друг друга, и это то, что позволило»