С тех пор как комета 3I/ATLAS прошла через Солнечную систему, сблизившись с Землёй и обогнув Солнце, учёные изучают её происхождение. Этот объект стал лишь третьим межзвёздным объектом, обнаруженным астрономами. До и после максимального сближения с Солнцем комета активно выбрасывала газ и пыль, а вспышки вещества после выхода из-за светила дали данные о её внутреннем составе.
Анализ спектров выброшенного кометой материала позволил многое узнать о происхождении межзвёздного гостя. В новой статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, группа исследователей сообщила, что комета сформировалась в крайне холодных условиях, вероятно, на дальних окраинах своей родной звёздной системы. Такой результат, впервые полученный для подобного объекта, может иметь большое значение для будущих исследований межзвёздных объектов.
С помощью инструмента WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) — нового многообъектного спектрографа на 4,2-метровом телескопе Уильяма Гершеля группы Isaac Newton Group — команда изучила ионизированные газы, которые комета выделяла, выходя из-за Солнца и покидая Солнечную систему. Объединив спектроскопию Large Integral Field Unit (LIFU) прибора WEAVE с новыми возможностями наведения телескопа, исследователи обнаружили пять различных ионов, одновременно присутствовавших в потоке вещества кометы.
Среди них были ионы молекулярного азота (N₂), монооксида углерода (CO⁺), диоксида углерода (CO₂⁺), воды (H₂O⁺) и углеводородов (CH⁺). По соотношению газообразного азота и монооксида углерода учёные установили, что 3I/ATLAS сформировалась при температуре ниже минус 240 градусов Цельсия. Это указывает на то, что объект образовался вдали от своей звезды, на ледяной окраине родной системы, подобно телам пояса Койпера или облака Оорта в Солнечной системе.
Ведущий автор исследования доктор Леа Фереллек, научный сотрудник Школы инженерии, физики и математики Университета Нортумбрии, в пресс-релизе Королевского астрономического общества отметила: «Этот объект даёт нам редкую возможность изучить материал, сформировавшийся в совершенно ином месте, нежели наша Солнечная система. Обнаружение того, что он так богат азотом, говорит о том, что он, вероятно, образовался в крайне холодных условиях, вдали от своей звезды. Каждый такой объект, который мы изучаем, помогает нам немного лучше понять, как формируются планеты вокруг других звёзд».
Команда также изучила, как соотношения ионов меняются вдоль хвоста кометы, который образуется, когда солнечный ветер уносит заряженные частицы назад. По мере удаления вдоль хвоста было зафиксировано лишь незначительное снижение содержания ионов углеводородов. Такой анализ впервые позволил получить данные столь высокой детализации для межзвёздного объекта. Соавтор работы Рубен Санчес-Ханссен добавил: «Мощные крупноформатные интегральные спектрографы с высокой чувствительностью в синей части оптического спектра, такие как WEAVE-LIFU на телескопе Уильяма Гершеля, открывают новые горизонты для изучения комет и других объектов Солнечной системы. Это открытие — прекрасный пример ценности программы DDT, специально предназначенной для наблюдений исключительной и срочной научной важности».
Астероиды и кометы представляют собой по сути остатки материала, из которого формировалась Солнечная система. Поэтому межзвёздные объекты, периодически попадающие в нашу систему, дают возможность изучать условия вокруг других звёзд, не отправляясь к ним. С 2017 года, когда был замечен пролетавший мимо Земли Оумуамуа, учёные благодаря совершенствованию приборов и методов получают всё более ценные результаты наблюдений. Когда будет обнаружен четвёртый межзвёздный объект, исследователи смогут узнать ещё больше о его составе и происхождении.