Czekasz wieki na przybycie komety międzygwiezdnej, a potem pojawiają się trzy naraz. Albo przynajmniej w ciągu dekady. Najnowszym intruzem z innego układu gwiezdnego jest kometa 3I/Atlas, wykryta po raz pierwszy w lipcu. Agencje kosmiczne śledzą pędzący obiekt, a oto, co wiemy do tej pory.
Czym są komety?
Komety powstają z materii pozostałej po formowaniu się układów gwiezdnych. W Układzie Słonecznym oznacza to pył i lód, których wiek szacuje się na 4,6 mld lat. W sercu komety znajduje się centralne, stałe jądro, czyli „brudna kula śnieżna”, zbudowana z zamarzniętej wody, pyłu i substancji lotnych, takich jak dwutlenek węgla, tlenek węgla, metan i amoniak.
Gdy kometa zbliża się do Słońca, ciepło sublimuje lód powierzchniowy w gaz, tworząc tymczasową atmosferę, czyli komę, wokół jądra. Uwolniony pył i gaz nadają komecie rozmyty wygląd i tworzą warkocze, które mogą rozciągać się na miliony kilometrów. Komety mają dwa warkocze. Jeden jest biały i powstaje z pyłu unoszącego się z komety, drugi jest niebieskawy i składa się z naładowanych elektrycznie cząsteczek, czyli jonów. Warkocz jonowy jest skierowany bezpośrednio w stronę przeciwną do Słońca, niezależnie od położenia komety.
A co z kometami międzygwiezdnymi?
Jak sama nazwa wskazuje, pochodzą one z jeszcze dalszych rejonów, powstały z pozostałości po innych układach gwiezdnych. Przypadkowe spotkanie z polem grawitacyjnym przelatującej gwiazdy lub innego masywnego ciała może zepchnąć te komety z kursu i skierować je w naszą stronę. Do tej pory astronomowie zaobserwowali tylko trzy komety międzygwiezdne przelatujące przez Układ Słoneczny. Pierwszą, 1I/ʻOumuamua, wykryto w 2017 roku. Drugą, 2I/Borisov, zauważono w 2019 roku, a najnowszą, 3I/Atlas, odnotowano w lipcu tego roku.
Co mogą nam powiedzieć?
Komety międzygwiezdne to jedyny materiał pochodzący z innych układów gwiezdnych, który astronomowie mogą obserwować z relatywnie bliskiej odległości. Jeśli komety przelatują blisko Słońca, pył i gazy, które z nich wydobywają się, ujawniają skład chemiczny układu gwiezdnego, z którego powstały. „Te obiekty to pierwsze elementy składowe tych układów, które możemy zaobserwować” – powiedział Michael Küeppers, naukowiec projektu Hera, misji przechwytującej komety Europejskiej Agencji Kosmicznej. „Mówią nam o warunkach panujących w układzie gwiezdnym, w którym powstały”.
Badania komety 3I/Atlas mogą być bardziej odkrywcze niż obserwacje poprzednich komet międzygwiazdowych. Astronomowie nie wykryli zbyt dużej ilości gazu ani pyłu wokół 'Oumuamua, a kometa 3I/Atlas zbliży się do Słońca znacznie bardziej niż kometa Borisov, co spowoduje, że będzie emitować więcej gazu i pyłu do analizy.
Czy kometa 3I/Atlas jest wyjątkowa?
Astronomowie widzieli zbyt mało komet międzygwiezdnych, aby stwierdzić, co uznaje się za normalne; ich rzadkość sprawia, że wszystkie są ekscytujące. Jednak kilka cech jest szczególnie interesujących. Wstępne pomiary sugerują, że 3I/Atlas ma średnicę od 440 metrów do 5,6 km, co czyni ją potencjalnie większą niż przypominająca cygaro kometa 'Oumuamua, która ma do 400 metrów długości, i kometa Borisov, która ma około 1 km średnicy.
Ciekawa cecha zauważona na zdjęciu z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pokazuje, że koma 3I/Atlas wybrzusza się w kierunku Słońca. Uważa się, że ten „antywarkocz” jest spowodowany nierównomierną sublimacją lodu na komecie.
Kometa różni się również od bardziej znanych komet Układu Słonecznego ilością pierwiastków wyrzucanych z powierzchni. Astronomowie korzystający z Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego (VLT) w Chile zaobserwowali wysoki stosunek niklu do żelaza w pióropuszu komety, co można wytłumaczyć sublimacją związków tetrakarbonylku niklu i pentakarbonylku żelaza w komecie. Inne wstępne obserwacje wykazały, że rozpraszanie światła na komecie jest niezwykle spolaryzowane, ale można to wytłumaczyć lodem wodnym i krzemianami bogatymi w magnez.
Skąd się biorą?
Komety krążące wokół Ziemi często pochodzą z Pasa Kuipera, pasma lodowatych ciał niebieskich kryjących się za Neptunem. Pokonanie jednego pełnego obiegu wokół Słońca zajmuje im mniej niż 200 lat. Inne pochodzą z obszaru zwanego Obłokiem Oorta, który zaczyna się dalej i rozciąga się do połowy odległości od naszej najbliższej gwiazdy. Kometom z Obłoku Oorta jedno okrążenie wokół Słońca może zająć 30 milionów lat. Uważa się, że w Pasie Kuipera znajdują się miliardy komet, a w Obłoku Oorta – wiele więcej.
Jaką trasą podąża kometa?
Kometa weszła do Układu Słonecznego blisko ekliptyki, wyimaginowanej płaszczyzny, która zawiera orbitę Ziemi wokół Słońca. Inne planety krążą blisko tej samej płaszczyzny. Kometa nie zderzy się z Ziemią ani żadną inną planetą Układu Słonecznego. Najbliżej Ziemi znajdzie się na odległość 240 milionów kilometrów, ponad 1,5 raza większą niż odległość między Ziemią a Słońcem.
Amerykański astronom Avi Loeb, który spekulował, że 'Oumuamua to obca technologia, spekulował również, że kometa 3I/Atlas może być wynikiem obcej technologii. Uważa, że trajektoria komety, która przebiega blisko Jowisza, Marsa i Wenus, wygląda na zaplanowaną. Co więcej, twierdzi, że kometa nadleciała z odległości dziewięciu stopni od sygnału Wow!, fal radiowych wykrytych w 1977 roku, które niektórzy uważają za potencjalny sygnał kosmiczny. Loeb przyznaje jednak, że „zdecydowanie najbardziej prawdopodobnym wynikiem będzie uznanie 3I/Atlas za całkowicie naturalny obiekt międzygwiezdny”.
Küeppers się zgadza. „Wygląda jak kometa i zachowuje się jak kometa. Nie ma powodu, by sądzić, że to coś innego” – powiedział. „Jeśli zaczniesz od trajektorii, a potem przyjrzysz się różnym odległościom, kątom i tak dalej, zawsze znajdziesz coś, co jest stosunkowo mało prawdopodobne”.
Co dalej?
Astronomowie mają nadzieję wykonać więcej zdjęć komety 3I/Atlas z teleskopów naziemnych i kosmicznych, orbiterów i łazików marsjańskich oraz innych sond, takich jak misja Juice Europejskiej Agencji Kosmicznej. W tym tygodniu Europejska Agencja Kosmiczna opublikowała zdjęcia wykonane przez dwie misje na Marsa, Trace Gas Orbiter i Mars Express, podczas gdy kometa przelatywała obok Czerwonej Planety. Kometa znajdowała się w odległości 30 milionów kilometrów, więc wygląda jak mała kropka, ale koma jest widoczna, co wskazuje, że ciepło i promieniowanie słoneczne ożywiają kometę. Gdy kometa znajdzie się najbliżej Ziemi, znajdzie się za Słońcem, ale wyłoni się ponownie pod koniec listopada, dając astronomom kolejną szansę na jej obserwację.
