Учёные впервые измерили химический состав воды из другой планетной системы
Астрономы совершили прорыв, впервые осуществив прямое исследование химических параметров водного льда, прилетевшего из внесолнечного пространства. Объектом внимания стала межзвёздная комета 3I/ATLAS — тело с уникальными характеристиками, чей возраст оценивается в диапазоне от 3 до 11 миллиардов лет. При помощи мощностей радиотелескопа ALMA специалисты вычислили соотношение изотопов водорода (D/H) в водяном паре, что служит фундаментальным ключом к пониманию среды, в которой зародился этот объект.
Водные ресурсы нашей Солнечной системы повсеместно имеют повышенную долю дейтерия, что обусловлено спецификой протекания процессов формирования планетных систем. Тем не менее, показатели 3I/ATLAS оказались аномальными: концентрация дейтерия в её составе превышает океанические значения Земли в 40 с лишним раз, а по сравнению с большинством комет нашего «соседства» этот разрыв составляет более 30 раз. Подобная аномалия свидетельствует о том, что лёд конденсировался в экстремально холодных условиях, где температура не превышала 30 К, при практически полном отсутствии нагрева — такие условия типичны для окраин протопланетных дисков или холодных молекулярных облаков.
В процессе исследования учёные опирались на спектральные данные HDO, H2O и CH3OH, зафиксированные обсерваторией ALMA сразу после прохождения кометой точки перигелия. Даже при отсутствии прямого обнаружения воды, специалистам удалось вычислить её объёмы через непрямые маркеры, применяя методы байесовской статистики и продвинутого моделирования.
Финальные выводы специалистов подкрепляются данными, полученными другими научными инструментами, включая SOHO/SWAN, MAVEN/IUVS и телескоп JWST, что подтверждает высокую точность проведенных расчётов.
Столь высокая степень насыщенности дейтерием у 3I/ATLAS не может быть списана исключительно на вариативность состава первичных газопылевых облаков. Вероятнее всего, за этим скрываются условия формирования льда в крайне низких температурных режимах при минимальном световом потоке, которые заметно отличались от процессов рождения нашей Солнечной системы. Не исключено, что здесь сыграли роль как индивидуальные особенности протопланетного диска, так и влияние более ранних этапов эволюции вещества, накопленного в плотных молекулярных облаках.
Итоги исследования доказывают, что химический состав воды в различных планетных системах Вселенной может кардинально отличаться от привычных нам земных стандартов, а разнообразие путей формирования комет гораздо шире, чем предполагалось ранее. 3I/ATLAS выступает своего рода «посланником», открывающим окно в процессы химической эволюции влаги за границами нашего мира.
