3I/ATLAS: Νέα στοιχεία για τον πανάρχαιο κόσμο απ’ όπου προήλθε ο διαστρικός κομήτης

Ο διαστρικός κομήτης 3I/ATLAS τράβηξε την παγκόσμια προσοχή το περασμένο έτος, όταν ερευνητές τον ανακάλυψαν για πρώτη φορά να διασχίζει το ηλιακό μας σύστημα τον Ιούλιο.

Είναι μόλις το τρίτο διαστρικό αντικείμενο ή ουράνιο σώμα που προέρχεται εκτός του ηλιακού μας συστήματος και εντοπίζεται να διέρχεται από τη δική μας γωνιά του σύμπαντος, ενώ από τον Δεκέμβριο έχει ξεκινήσει την έξοδό του από το δικό μας πλανητικό σύστημα.

Τα πρώτα συμπεράσματα σχετικά με τη σύνθεση του κομήτη δημοσιεύτηκαν πριν λίγες ημέρες στο περιοδικό Nature Astronomy και αναφέρουν ότι προήλθε από έναν κόσμο πολύ διαφορετικό από το δικό μας ηλιακό σύστημα.

Οι παρατηρήσεις έγιναν χρησιμοποιώντας το ραδιοτηλεσκόπιο Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή στις αρχές Νοεμβρίου, λίγες μέρες αφότου ο κομήτης κοντά από τον Ήλιο.

Το ALMA επέτρεψε στους ερευνητές να εντοπίσουν δευτέριο μέσα στον κομήτη, σηματοδοτώντας την πρώτη φορά που αυτό το ισότοπο του υδρογόνου ανιχνεύεται σε ένα διαστρικό αντικείμενο.

«Το δευτέριο βρίσκεται γενικά στο νερό των κομητών του Ηλιακού Συστήματος και στους ωκεανούς της Γης με τη μορφή δευτεριωμένου νερού, που ονομάζεται επίσης ημιβαρύ νερό», έγραψε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Λουίς Εδουάρδο Σαλασάρ Μανσάνο, υποψήφιος διδάκτορας στο τμήμα αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, «οι παρατηρήσεις με το ALMA δείχνουν ότι η αφθονία του δευτερίου στο νερό του 3I/ATLAS είναι περισσότερο από 40 φορές μεγαλύτερη από την τιμή στους ωκεανούς της Γης και περισσότερο από 30 φορές μεγαλύτερη από την τιμή στους κομήτες του Ηλιακού Συστήματος».

Τα ευρήματα αυτά μπορούν να επιτρέψουν στους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τις ακραίες συνθήκες του πλανητικού συστήματος απ’ όπου προήλθε ο κομήτης – και μάλιστα να διακρίνουν πώς ήταν ο γαλαξίας μας πολύ πριν εμφανιστεί το ηλιακό μας σύστημα.

«Τα διαστρικά αντικείμενα είναι χρονοκάψουλες που φέρουν υλικό από τα περιβάλλοντα όπου σχηματίστηκαν άλλα πλανητικά συστήματα και οι μετρήσεις μας επιτρέπουν να ανοίξουμε αυτές τις χρονοκάψουλες και να ρίξουμε μια ματιά στις φυσικές συνθήκες από τις οποίες προήλθαν αυτά τα αντικείμενα», δήλωσε ο Μανσάνο.

Ένα αρχαίο και ασυνήθιστο αντικείμενο

Το νερό συνήθως περιέχει δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Τα άτομα υδρογόνου περιλαμβάνουν ένα μόνο πρωτόνιο ή ένα θετικά φορτισμένο υποατομικό σωματίδιο. Το δευτεριωμένο νερό διαφέρει ελαφρώς στο ότι τα άτομα υδρογόνου περιέχουν επίσης ένα μόνο νετρόνιο ή ένα υποατομικό σωματίδιο χωρίς φορτίο. Η προσθήκη του νετρονίου σημαίνει ότι το δευτεριωμένο νερό είναι βαρύτερο από το H₂0.

Η μελέτη της αφθονίας δευτεριωμένου νερού εντός του 3I/ATLAS μπορεί να αποκαλύψει υπογραφές για το πού σχηματίστηκε ο κομήτης, ανέφεραν οι ερευνητές.

«Ο εμπλουτισμός σε δευτέριο συμβαίνει γενικά όταν σχηματίζεται νερό σε ψυχρά μοριακά νέφη στον διαστρικό χώρο, κάτι που συμβαίνει γενικά περίπου την ίδια εποχή που σχηματίζονται τα ηλιακά συστήματα γύρω από άλλα αστέρια», εξηγεί ο Μανσάνο.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το πλανητικό σύστημα από όπου προήλθε ο διαστρικός κομήτης ήταν απίστευτα κρύο, πολύ πιο κρύο από το δικό μας ηλιακό σύστημα κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του. Υπολογίζουν ότι η θερμοκρασία στο περιβάλλον σχηματισμού του 3I/ATLAS ήταν μικρότερη από 30 βαθμούς Κέλβιν, που αντιστοιχεί σε -243,14 βαθμούς Κελσίου.

Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι ο διαστρικός κομήτης θα μπορούσε να είναι έως και 11 δισεκατομμυρίων ετών, πολύ παλαιότερος από το ηλιακό μας σύστημα ή τον Ήλιο, ο οποίος σχηματίστηκε πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Το νερό που είναι ακόμα παγιδευμένο μέσα στον κομήτη πιθανότατα σχηματίστηκε πολύ πριν από το άστρο που τον φιλοξενούσε, αλλά ο 3I/ATLAS γεννήθηκε αργότερα από έναν πρωτοπλανητικό δίσκο αερίου και σκόνης που στροβιλιζόταν γύρω από το άστρο – τον ίδιο δίσκο όπου σχηματίζονται οι πλανήτες.

Δεδομένου ότι οι υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να μειώσουν την ποσότητα του δευτερίου λόγω χημικών αντιδράσεων, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το 3I/ATLAS σχηματίστηκε και πέρασε το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου του στα εξωτερικά άκρα του πρωτοπλανητικού δίσκου, διατηρώντας την αφθονία δευτεριωμένου νερού του.

Μια ιστορική ματιά στον Γαλαξία

Η χρήση του ALMA για παρατηρήσεις ήταν καθοριστική, επειδή τα ραδιοτηλεσκόπια ανιχνεύουν ραδιοκύματα χαμηλής ενέργειας, αντί για ορατό φως ή θερμότητα υψηλής ενέργειας που μπορούν να καταστρέψουν τα οπτικά εξαρτήματα τηλεσκοπίων όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb.

Η ομάδα χρησιμοποίησε το ALMA για να μελετήσει τον κομήτη λίγο αφότου έφτασε σε απόσταση 203 εκατομμυρίων χλμ. από τον ήλιο – αρκετά κοντά ώστε ο πάγος του κομήτη να εξαχνωθεί λόγω της θερμότητας του ήλιου.

Οι ερευνητές ανέμεναν να εντοπίσουν το H₂0, αλλά δεν εντοπίστηκε στο 3I/ATLAS.

«Αυτό δεν σημαίνει ότι το 3I/ATLAS δεν είχε συνηθισμένο νερό. Σημαίνει μόνο ότι ήταν κάτω από την ευαισθησία των παρατηρήσεών μας», δήλωσε Μανσάνο. «Ωστόσο, μας εξέπληξε πολύ όταν συνειδητοποιήσαμε ότι είχαμε ανιχνεύσει δευτεριωμένο νερό παρά τη μη ανίχνευση συνηθισμένου νερού, κάτι που υποδεικνύει ότι το 3I/ATLAS ήταν ένα πραγματικά ασυνήθιστο αντικείμενο».

Είναι απίθανο οι αστρονόμοι να μπορέσουν να προσδιορίσουν από ποιο πλανητικό σύστημα προήλθε το 3I/ATLAS, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι το ουράνιο σώμα δεν θα προσφέρει ανεκτίμητες γνώσεις. Τα διαστρικά αντικείμενα μπορούν να αποκαλύψουν κρυφές και άγνωστες πτυχές του σύμπαντός μας.

«Βλέπουμε πολύ καθαρά μόνο την κορυφή του παγόβουνου όσον αφορά τη μελέτη αυτών των διαστρικών κομητών», δήλωσε ο πλανητικός αστρονόμος Τίοντορ Καρέτα, επίκουρος καθηγητής αστροφυσικής και πλανητικής επιστήμης στο Πανεπιστήμιο Βιλανόβα της Φιλαδέλφεια. «Η σκέψη μας εξελίσσεται ραγδαία καθώς μαθαίνουμε να θέτουμε νέα ερωτήματα και να κατανοούμε τις συγκεχυμένες απαντήσεις».

Η παρουσία δευτερίου στον κομήτη είναι ανάλογη με τα δακτυλικά αποτυπώματα, είπε, δείχνοντας με τι ουσιαστικά γεννήθηκε ο κομήτης – καθώς και πώς ήταν ο γαλαξίας μας πριν από περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ήταν λιγότερο εμπλουτισμένος με μέταλλα από ό,τι είναι τώρα.

«Καθώς ο γαλαξίας μας γερνάει, τα είδη των κομητών που έχει δημιουργήσει με την πάροδο του χρόνου έχουν αλλάξει, και αυτό σημαίνει ότι τα είδη των πλανητών που μπορεί να δημιουργήσει έχουν επίσης αλλάξει», επισημαίνει ο Καρέτα, που καταλήγει ότι «αυτό είναι που κάνει αυτούς τους διαστρικούς κομήτες τόσο ενδιαφέροντες: μας επιτρέπουν να κοιτάξουμε πίσω στο χρόνο και να καταλάβουμε αν τα ουράνια σώματα εκεί μακριά μοιάζουν με αυτά που έχουμε στη γειτονιά μας».

Πηγή: CNN