Межзвёздная комета 3I/ATLAS несёт химическую подсказку о планете, где она родилась. Её метан необычно богат тяжёлым водородом, что указывает на формирование в чрезвычайно холодной среде у другой звезды или в предшествующем облаке. Эту информацию сообщает сайт Phys.org.
Используя телескоп Джеймса Уэбба, Натан Рот из Американского университета и Центра космических полётов NASA имени Годдарда с коллегами измерили отношение тяжёлого водорода к обычному в комете 3I/ATLAS. Оно оказалось примерно в 13 раз выше, чем у кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, которая, вероятно, возникла в нашей Солнечной системе.
Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, дают учёным редкую возможность изучить раннюю химию другой планетной системы. Тяжёлый водород, или дейтерий, имеет лишний нейтрон в ядре. Он может замещать обычный водород в молекуле метана, меняя её инфракрасный сигнал, но дейтериевая версия даёт гораздо более слабый сигнал.
Уэбб наблюдал 3I/ATLAS 22 и 23 декабря 2025 года, когда она находилась примерно в 2,4 раза дальше от Солнца, чем Земля. Телескоп исследовал инфракрасный свет комы — облака газа вокруг ледяного ядра. Исследователи смоделировали и вычли свет других газов, затем нашли слабые следы тяжёлого метана. Эти сигналы дали отношение дейтерия к водороду примерно 3,2% в метане.
«Это отношение D/H превышает любое другое значение для метана, измеренное в Солнечной системе», — пишут авторы. Сравнение с кометой 67P особенно полезно, поскольку это единственная другая комета, в которой обнаружен дейтерированный метан. То измерение потребовало близкого исследования космическим аппаратом Rosetta, а Уэбб обнаружил молекулу издалека.
В чрезвычайно холодном газе некоторые химические реакции способствуют включению дейтерия в молекулы. При температурах около 10 градусов выше абсолютного нуля реакции, которые могли бы обратить это обогащение, становятся менее эффективными. Химические реакции на межзвёздных пылинках могут создавать богатый дейтерием лёд, который затем становится частью кометы.
Новое измерение также добавляет подсказку о времени. Отношение D/H в метане примерно в три раза превышало ранее измеренное отношение в воде 3I/ATLAS. Исследователи предполагают, что метан мог образоваться позже, после того как окружающая химия имела больше времени для концентрации тяжёлого водорода.
Команда утверждает, что результат согласуется с теорией происхождения 3I/ATLAS в холодном облаке или в среде вокруг формирующейся звезды, с относительно небольшим количеством элементов тяжелее гелия и высокой скоростью бомбардировки космическими лучами. Эти энергичные частицы помогают запускать реакции, обогащающие молекулы дейтерием.
Однако это правдоподобная история, а не однозначно идентифицированное место рождения. Прямые измерения отношения D/H в далёких звёздообразующих средах для сравнения отсутствуют, а немногие химические модели, дающие такие оценки, не достигают измеренного здесь значения. Комета даёт этим моделям серьёзное испытание: плотный материал вокруг молодых звёзд может скрывать химию льда от телескопов, но 3I/ATLAS принесла часть этого материала в пределы нашей досягаемости.