3I/ATLAS доказывает ещё одну теорию образования комет

Фото из открытых источников

Межзвёздный гость 3I/ATLAS постоянно меняется по мере своего движения по Солнечной системе. Этого следовало ожидать, поскольку впервые за потенциально миллиарды лет его энергия приближается к энергии, выделяемой звездой. Учёные пристально следят за этими изменениями, чтобы убедиться в отсутствии чего-либо необъяснимого с точки зрения наших современных знаний, а также для сравнения 3I/ATLAS как с предыдущими межзвёздными гостями, так и с кометами в нашей Солнечной системе. В недавней статье европейских исследователей описывается, как изменения в соотношении компонентов в коме 3I/ATLAS согласуются с нашими современными представлениями о геологии комет.

Это соотношение представляет собой соотношение содержания никеля и железа (Ni/FE). Оно измеряется уже два десятилетия, в том числе на двадцати кометах внутри системы, а также на 2I/Borisov, последнем известном межзвёздном госте, побывавшем в нашей Солнечной системе. Однако сам факт присутствия этих материалов в коме озадачивает учёных, поскольку температуры на их поверхностях обычно недостаточно для сублимации силикатов или сульфидов, которые, как считается, удерживают эти металлы на поверхности комет.

Соотношение Ni/Fe, полученное при изучении 2I/Borisov, было похоже на соотношение Ni/Fe у комет внутри системы. Однако это соотношение также примерно в 10 раз превышает соотношение Ni/Fe у самого Солнца. Таким образом, тот факт, что у одного из наших межзвёздных гостей и у комет внутри системы было одинаково высокое соотношение, указывает на некий общий процесс формирования комет, не зависящий от состава веществ, присутствующих в звезде, вокруг которой они формировались.

Однако комета 3I/ATLAS, как и многие другие кометы внутри системы, отличалась от кометы 2I/Borisov. Исследователи наблюдали комету с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO) в Чили с августа по сентябрь, когда она проходила от 3,14 до 2,14 а.е. и начала всё больше нагреваться от Солнца.

Они отметили, что спектральная линия поглощения никеля, зарегистрированная УФ-визуальным эшелле-спектрографом (UVES) телескопа VLT, присутствовала всё время. Однако линии поглощения железа появились только после того, как 3I/ATLAS приблизился к Солнцу на расстояние 2,64 а.е. Это расхождение привело к тому, что соотношение Ni/Fe оказалось значительно выше, чем у предыдущих комет, но оно активно и резко менялось по мере приближения 3I/ATLAS к Солнцу. Ни одно другое исследование не выявило столь существенных изменений.

Это также может объяснить, почему в коме кометы вообще присутствуют никель и железо. Ранее исследователи выдвинули теорию, согласно которой наблюдаемые ими металлы связаны с карбонильными группами, образуя легколетучие металлоорганические соединения. В этом случае никель будет связан в виде тетракарбонила никеля (Ni(CO)4), а железо – в виде пентакарбонила железа (Fe(CO)5). Оба этих металлоорганических соединения имеют достаточно низкие температуры сублимации, чтобы это происходило ещё вдали от Солнца.

Важно отметить, что для этого набора данных тетракарбонил никеля имеет более низкую температуру плавления, чем пентакарбонил железа, что объясняет отсутствие спектров железа в начале периода наблюдений, но их появление позднее, когда комета приблизилась к Солнцу. Температурный градиент на этом пути, должно быть, превысил порог, при котором пентакарбонил железа начал сублимироваться, что привело к резкому падению соотношения Ni/Fe, наблюдаемому в данных. Исследователи также обнаружили, что количество образующегося никеля в коме близко к теоретической скорости сублимации тетракарбонила никеля.

Исследователи выдвинули ещё один важный факт о комете 3I/ATLAS: её можно классифицировать как комету, «обеднённую C2». Это означает, что соотношение двухатомного углерода (C2) к радикалу циана (CN) в её коме очень мало. Эта классификация указывает на «первичность» 3I/ATLAS, поскольку это соотношение было получено миллиарды лет назад при её формировании, и на то, что она сформировалась в другой части протопланетного диска своей системы, чем другие, более распространённые кометы.

Ежедневно поступает всё больше данных о нашем третьем известном межзвёздном госте. Скорее всего, это будет включать в себя дальнейшие исследования соотношения Ni/Fe по мере того, как он будет приближаться к Солнцу, и прежде чем он исчезнет из поля зрения на несколько месяцев. Ожидается появление новых статей от всех телескопов и исследовательских групп, которые смогут выделить время для наблюдения за этим уникальным кометным гостем.