Trudna obserwacja w idealnym momencie
Pogoń za słabym sygnałem przeprowadzono w bardzo specyficznym i krótkim oknie czasowym. Pomiarów dokonano między 26 a 28 listopada, około miesiąca po tym, jak kometa była najjaśniejsza, mijając Słońce. To nie był przypadek, wszak satelita XRISM musiał utrzymywać separację ponad 60 stopni od Słońca, co drastycznie zawężało możliwości obserwacyjne. Łączny czas naświetlania wyniósł 17 godzin, co w kosmicznej skali nie jest dużo, choć tym razem wystarczyło. To, co zarejestrowano, przerosło oczekiwania związane z typowym rozmyciem instrumentu. Rentgenowska poświata rozciągała się na imponującą odległość około 400 tysięcy kilometrów od jądra komety, co mniej więcej odpowiada dystansowi z Ziemi na Księżyc. Tak rozległa struktura sugeruje, iż teleskop uchwycił nie sam obiekt, lecz gigantyczną, świecącą w promieniach X chmurę gazu, która go otacza. To już poważna wskazówka co do natury i aktywności tego międzygwiezdnego gościa.
Czytaj też: Kometa z innego układu zbliża się do Ziemi. Astronomowie mają nowe zdjęcia 3l/ATLAS
Mechanizm powstawania tego promieniowania nie jest nowy i dobrze tłumaczy podobne zjawiska u komet naszego Układu. Kluczową rolę odgrywa tu wiatr słoneczny, czyli strumień naładowanych cząstek emitowanych przez naszą gwiazdę. Gdy ten wiatr zderza się z gazem uwalnianym z jądra komety, dochodzi do procesu wymiany ładunków. Jony wiatru „przejmują” elektrony od obojętnych atomów gazu kometarnego, a efektem ubocznym tej gwałtownej reakcji jest emisja promieniowania rentgenowskiego. Analiza widma potwierdziła ten scenariusz, wykazując charakterystyczne linie emisyjne związane z węglem, azotem i tlenem. Co ciekawe, te same pierwiastki zostały wcześniej wykryte przez inne obserwatoria, takie jak SPHEREx i Webb, które w sierpniu zaobserwowały pióropusz gazu wokół 3I/ATLAS. W ten sposób rentgenowskie obserwacje XRISM stały się ostatnim, brakującym elementem w wielowymiarowej analizie tego obiektu.
Trzeci gość z daleka
3I/ATLAS to wyjątkowy przypadek. Odkryta 1 lipca, dołączyła do bardzo wąskiego grona obiektów międzygwiezdnych, w którym dotąd były tylko ʻOumuamua i Borisov. W przeciwieństwie do do dziś zagadkowej ʻOumuamua, 3I/ATLAS zachowuje się jak przystało na „klasyczną” kometę, ponieważ aktywnie uwalnia gaz i pył podgrzewany przez Słońce. Jej duża masa i rozległa otoczka gazowa sprawiły, że stała się pierwszym realnym celem dla tego typu obserwacji. Do czasu pomiarów XRISM, kometę udało się zarejestrować w niemal całym spektrum elektromagnetycznym: od ultrafioletu, przez światło widzialne i podczerwień, aż po fale radiowe. Wykrycie promieniowania rentgenowskiego zamykało więc pewien ważny etap badań.
Czytaj też: Astronomowie ogłosili kryzys w kosmologii. Napięcie Hubble’a nie znika
Sukces misji XRISM w przypadku 3I/ATLAS jest istotny, a skuteczność działania instrumentów będzie ważna, gdyż kolejni międzygwiezdni goście mogą pojawić się w każdej chwili. Ich obserwacja zawsze będzie wyścigiem z czasem i ograniczeniami geometrycznymi orbity. Kluczowe będzie nie tylko wykrycie, lecz również możliwość szybkiego skierowania teleskopów w ich stronę. Obecne odkrycie jest mocnym argumentem za kontynuowaniem i rozwijaniem programów obserwacyjnych nastawionych na tego typu rzadkie obiekty.