Міжзоряні відвідувачі, такі як комета 3I/ATLAS, є капсулами часу з космосу, які були викинуті з їхніх екзосонячних домівок через невідому катастрофу і змушені мандрувати по самотньому космосу протягом мільярдів років.

Якщо їм пощастить, вони можуть перетнути шлях з іншою зіркою, такою як Сонце, і короткий час погрітися біля нашого сонячного вогнища, перш ніж знову вирушити в темряву.

Це також щастя для нас, адже ми отримуємо безпрецедентний погляд на шматок чужої сонячної системи, яка могла сформуватися задовго до нашої з хімією, яка не схожа на будь-яку іншу.

Насправді, екзосонячна система, з якої походить 3I/ATLAS, могла сформуватися більше ніж 7 мільярдів років до того, як наше Сонце запалилося в життя.

У новому дослідженні в журналі Nature Astronomy команда дослідників на чолі з вченими NASA проаналізувала хімічний коктейль, що виходить з збудженої атмосфери міжзоряної комети.

Вони використали неперевершені інфрачервоні можливості телескопа Джеймса Вебба, щоб спостерігати за кометою в кінці грудня 2025 року, коли вона була приблизно в 2,5 рази далі від Сонця, ніж ми, проходячи через астероїдний пояс між Марсом і Юпітером.

На цій відстані її атмосфера, або кома, починає значно розширюватися, оскільки сонячна радіація сублімує її крижані леткі хімікати. Це можна уявити як чихання комети, коли вона бачить Сонце.

Дослідники зосередилися на співвідношенні дейтерію до водню (D/H), яке є дуже показовим, оскільки воно показує, скільки дейтерію — важчої версії водню — має об'єкт у співвідношенні до легшого, звичайного водню.

У цьому випадку вони перевірили це співвідношення в іншій молекулі, метані, щоб дізнатися, скільки важкого метану 3I/ATLAS зберіг з моменту формування його заморожених частинок.

Вони виявили, що він містить значно більше, ніж будь-яке тіло в Сонячній системі, і в 13 разів більше, ніж комета 67P/Чурюмова-Герасименко, єдина інша місцева комета, яка продемонструвала "надійний" підпис, що вимагав вимірювань на місці з космічного апарата Розетта.

"Підвищене співвідношення D/H для метану в 3I/ATLAS узгоджується з гіпотезою, що його льоди сформувалися в холодному, низькометалевому міжзоряному або протозоряному середовищі під високим рівнем космічного випромінювання," пояснюють дослідники.

Одним з можливих джерел є диски формування планет з пилу та газу навколо дуже молодої або формуючої зірки. Ці астро-середовища важко вивчати, оскільки вони щільно непрозорі, приховуючи холодні хімічні реакції, що відбуваються всередині, тому дослідники часто покладаються на астрохімічні моделі.

І саме тому 3I/ATLAS є таким цінним: це чистий зразок, викинутий з прихованих глибин давньої космічної колиски, можливо, навколо однієї з найстаріших зірок Чумацького Шляху, і доставлений прямо до нашого порогу завдяки капризам гравітації.

Спостереження за його молекулярним випромінюванням, подібно до того, як він втрачає свою їжу через космічну хворобу, дозволило астрономам дослідити різні важливі загадки.

Його ізотопні співвідношення натякають на те, що він міг бути підданий великій кількості радіації. І, можливо, народився в протозоряному ядрі: щільній області надзвичайно холодного газу (оскільки його внутрішня частина захищена від світла зірок) і на ранніх стадіях формування зірок, настільки холодному, що він діє як кріо-зберігач.

При температурах близько -263 градусів Цельсія (близько -440 градусів за Фаренгейтом) гази заморожуються на частинках пилу, віддаючи перевагу дейтерію, оскільки він важчий за водень, і виробляючи характерні співвідношення D/H у молекулах, таких як метан.

Крім того, низький вміст вуглецю-13 у 3I/ATLAS свідчить про його неймовірний вік, походячи з давнього Всесвіту, який ще не був збагачений поколіннями зірок, що зливають важчі елементи та вивільняють їх у космос під час своїх вибухових супернових смерті.

Отже, загалом, ця робота підкреслює вражаючий масштаб космічних часових шкал. Ця комета з невідомого місця могла мандрувати 7 мільярдів років до того, як наша Сонячна система існувала. Вона могла сформуватися до того, як багато атомів, з яких складаються наше Сонце та планети, були навіть створені в серцях масивних зірок, які загинули (і залишили після себе залишки, звичайно), щоб посіяти наше існування.

Дослідження було опубліковано в Nature Astronomy.