Kometa międzygwiezdna 3I/ATLAS pod lupą JWST. Co zdradza jej lód?

Obserwacje 3I/ATLAS prowadzono przez około osiem miesięcy, śledząc, jak w trakcie przelotu przez Układ Słoneczny zmienia się jej chemiczny "podpis". Analiza pokazała, że ziarna lodu na komecie są połączone z ciemnymi, skalistymi cząstkami. Taki skład nie przypomina najczęściej spotykanych komet z naszego systemu, za to wykazuje podobieństwo do lodowych światów znajdujących się dalej niż orbita Neptuna.

Dr Silvia Protopapa z Southwest Research Institute wyjaśniała, że obiekty takie jak 3I/ATLAS tworzą się w dyskach gazowo-pyłowych krążących wokół innych gwiazd. Dzięki temu, że trafiają do Układu Słonecznego, można wnioskować o warunkach panujących w odległych rejonach kosmosu bez wypraw, które przy obecnym poziomie technologii trwałyby tysiące lat. Badaczka podkreśliła, że ziarna niosą informacje o środowisku, w którym kometa powstała. Z kolei dr Michael Kelley z University of Maryland zwracał uwagę, że zmiany w budowie ziaren mogą wynikać zarówno z oddziaływania promieniowania słonecznego, jak i z odsłaniania świeższych warstw materiału w miarę zbliżania się komety do Słońca.

Pomiary wykonano instrumentem NIRSpec, a analiza widm objęła obserwacje z 6 sierpnia 2025 r., 22 grudnia 2025 r. oraz 1 kwietnia 2026 r. Zespół badał jądro komety na kolejnych etapach jej drogi, uwzględniając również maksymalne zbliżenie do Słońca 29 października 2025 r. Zebrane widma wskazały na dominację lodu wodnego oraz obecność gazów emitowanych przez kometę, takich jak para wodna, dwutlenek węgla i tlenek węgla. Jednocześnie część typowych sygnałów związanych z lodem okazała się nietypowo słaba albo w ogóle nie była widoczna.

Modelowanie danych doprowadziło badaczy do wniosku, że obserwacje najlepiej wyjaśniają ziarna mniejsze niż kilka mikrometrów, zbudowane z mieszaniny lodu i składników odpornych na wysoką temperaturę. dr Protopapa oceniła, że wyróżnikiem 3I/ATLAS nie jest sama wielkość ziaren, lecz ich duże "zapylenie". Dodatkowo widmo z kwietnia 2026 r. zasugerowało, że mogła pojawić się druga populacja większych ziaren, bogatszych w lód.

Aby lepiej zrozumieć, jak różne mogą być ziarna lodu w kosmosie, naukowcy zestawili właściwości 3I/ATLAS z kometami z Układu Słonecznego oraz z obiektami transneptunowymi. Z porównań wynika, że lodowe planetezymale formujące się przy innych gwiazdach mogą przyjmować cały zakres cech: od niemal czystego lodu po lód silnie zmieszany z pyłem. W przypadku 3I/ATLAS mamy do czynienia z wariantem przesuniętym w stronę końca spektrum, w którym dominuje domieszka materii skalistej.

Badacze zauważyli, że na pierwszy rzut oka 3I/ATLAS wyraźnie odstaje od typowych komet kojarzonych z Układem Słonecznym. Gdy jednak porówna się ją z lodowymi ciałami krążącymi na peryferiach naszego układu planetarnego, okazuje się, że podobny typ ziaren lodu może być tam zjawiskiem powszechnym. Wyniki sugerują, że lód wodny o określonych właściwościach powstaje bardzo wcześnie podczas kształtowania się dysków protoplanetarnych, a później te cechy mogą być zachowywane w obiektach przemieszczających się między gwiazdami.

Szczegółowe rezultaty badań opublikowano w czasopiśmie naukowym "Astrophysical Journal Letters". Ustalenia pomagają lepiej opisać, jak ewoluuje materia lodowa w kometach, i przybliżają mechanizmy towarzyszące powstawaniu układów planetarnych – zarówno wokół Słońca, jak i w innych częściach galaktyki.