NASA’s James Webb Space Telescope zachytil pri opakovanom pozorovaní medzihviezdnej kométy 3I/ATLAS jej prvý stredne infračervený chemický odtlačok a po prvý raz na takomto objekte priamo zistil aj metán. Nové merania zároveň potvrdili, že kométa je nezvyčajne bohatá na oxid uhličitý a že jej produkcia plynov po vzdialení od Slnka rýchlo klesá, najmä pri vode. Výsledky tím zverejnil v The Astrophysical Journal Letters.
Snímka zobrazuje: NASA’s Webb Detects Methane on Interstellar Comet 3I/ATLAS.
Pozorovania vznikli pomocou prístroja MIRI na dve samostatné dátumy, keď sa kométa po prelete okolo Slnka už vracala späť zo sústavy von. Prvé meranie prebehlo 15. až 16. decembra, keď bola 3I/ATLAS asi 205 miliónov míľ, teda 329 miliónov kilometrov, od Slnka. Druhé nasledovalo 27. decembra, keď sa vzdialenosť zväčšila na asi 236 miliónov míľ, teda 379 miliónov kilometrov.
Metán sa objavil až s oneskorením, čo podľa NASA naznačuje, že bol ukrytý pod povrchovou vrstvou ľadu a začal sa uvoľňovať až po tom, ako slnečné teplo preniklo hlbšie do podpovrchu kométy. Pri plynnej vode, oxidu uhličitom a metáne je pritom dôležitá ich prchavosť: niektoré látky sa pri zohrievaní menia na plyn ľahšie než iné. V prípade 3I/ATLAS sa ukázalo, že voda „vypína“ produkciu plynu rýchlejšie ako metán či oxid uhličitý, keď sa kométa vzďaľuje od Slnka.
Zistenia sú dôležité najmä preto, že medzihviezdne kométy predstavujú materiál z iného hviezdneho systému než náš vlastný. Chemické zloženie ich ľadu a plynov môže prezradiť, v akom prostredí vznikli a ako sa líšia od komét, ktoré sa sformovali v slnečnej sústave. V tomto prípade Webb ukázal kombináciu vlastností, ktorá sa len málo podobá bežným kométam z nášho kozmického okolia.
Čo Webb vlastne meral
MIRI, teda Mid-Infrared Instrument, rozkladá infračervené svetlo na jednotlivé vlnové dĺžky. Z takého spektra sa dá vyčítať, aké plyny sa v okolí kométy nachádzajú a ako sú rozložené okolo jadra. V praxi ide o spôsob, ako čítať chemické zloženie kométy bez toho, aby sa k nej sonda musela priblížiť na nebezpečnú vzdialenosť.
Práve preto má Webb pre podobné objekty mimoriadnu hodnotu. Medzihviezdne telesá sa objavia len na krátky čas a rýchlo opúšťajú slnečnú sústavu, takže astronómovia majú na ich štúdium obmedzené okno. Každé presné spektrum je preto cenné.
Prečo je metán pre vedcov zaujímavý
Metán patrí medzi prchavé látky. To znamená, že sa z ľadu mení na plyn veľmi ochotne, najmä keď sa ohrieva. Ak sa pri kométe objaví neskôr než iné plyny, môže to znamenať, že bol dlhšie ukrytý hlbšie pod povrchom a na rad prišiel až po zahriatí jadra zo strany Slnka.
Snímka zobrazuje: The top image shows interstellar comet 3I/ATLAS as seen with MIRI (Mid-Infrared Instrument) on NASA’s James Webb Space Telescope, along with contours.
Takýto detail je dôležitý aj pre porovnanie s kométami zo slnečnej sústavy. Ak sa pomery metánu, oxidu uhličitého a vody výrazne líšia od známych vzorov, ide o stopu k odlišnému vzniku alebo vývoju ľadu v pôvodnom prostredí kométy.
Čo znamená nezvyčajne veľa oxidu uhličitého
Webb zároveň potvrdil, že 3I/ATLAS zostáva mimoriadne bohatá na oxid uhličitý. Podľa NASA ho uvoľňuje vo výrazne väčšom pomere k vode než typické kométy v slnečnej sústave. Aj tento pomer je pre astronómov dôležitý, lebo naznačuje iné chemické podmienky pri vzniku ľadu.
Snímka zobrazuje: NASA’s Webb Detects Methane on Interstellar Comet 3I/ATLAS.
V širšom kontexte sa kométy často berú ako časové kapsuly. Uchovávajú materiál z raných fáz vzniku planetárnych systémov a ich zloženie môže prezradiť, aké teploty a aká chémia panovali v oblasti, kde sa vytvorili. Pri medzihviezdnom návštevníkovi je takáto stopa ešte cennejšia, pretože nepochádza z prostredia, ktoré dobre poznáme.
Prečo produkcia plynov klesala tak rýchlo
Webb zaznamenal aj prudký pokles tvorby plynov, keď sa kométa vzďaľovala od Slnka. Najvýraznejšie to bolo vidieť pri vode. Tento vývoj je pri kométe tohto typu očakávaný: čím menej slnečného tepla dostáva, tým chladnejší je jej povrch a tým menej ľadu sa mení na plyn.
Voda sa navyše odparuje ťažšie než metán alebo oxid uhličitý, preto jej produkcia ustupuje skôr. V praxi to pomáha odhadnúť, ktoré vrstvy ľadu sú blízko povrchu a ktoré zostávajú ukryté hlbšie v jadre.
Čo zostáva otvorené
Z týchto meraní sa dá vyčítať chemická osobitosť kométy, nie však celý jej príbeh. Webb ukázal, čo sa z jej povrchu a okolia uvoľňuje v jednom časovom úseku po prelete okolo Slnka. Na presnejší obraz bude potrebné porovnať tieto dáta s ďalšími pozorovaniami a s detailnejšími modelmi, ktoré zohľadnia vývoj kométy počas jej cesty von zo slnečnej sústavy.
Aj tak už teraz ide o významný výsledok: prvý stredne infračervený chemický odtlačok medzihviezdneho objektu a prvé priame potvrdenie metánu na takomto návštevníkovi. Pre planetárnu vedu je to ďalší spôsob, ako porovnávať materiál z rôznych hviezdnych prostredí a lepšie chápať, ako rozmanité môžu byť kométy v galaxii.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
