Olbrzymie jądro 3I/ATLAS
Po przejściu przez punkt najbliższy Słońcu, co nastąpiło 29 października ubiegłego roku, Hubble skierował swoje instrumenty na 3I/ATLAS, by zmierzyć jego jądro. Uzyskane wartości sprawiają, że wcześniejsi międzygwiezdni goście wydają się niezbyt imponujących rozmiarów. Średnica ‘Oumuamua to około 0,7 kilometra, a długość 2I/Borisov nie przekraczała 0,2 km. Nasz nowy przybysz jest obiektem na zupełnie inną, masywniejszą skalę, co radykalnie zmienia perspektywę szacowania liczby takich ciał w przestrzeni.
Czytaj też: Wywrócili założenia na temat narodzin życia w kosmosie. Peptydy powstają zadziwiających okolicznościach
Zachowanie obiektu również odbiega od normy. Po minięciu peryhelium jego blask zaczął gasnąć znacznie szybciej, niż rósł przed zbliżeniem do Słońca. Profil zmian jasności po tym wydarzeniu stał się wyraźnie płytszy, co sugeruje, że bliskie spotkanie ze Słońcem trwale zmieniło powierzchnię lub wewnętrzną strukturę jądra. Obserwowane wahania jasności, prawdopodobnie związane z rotacją, oraz efekt opozycyjny zaobserwowany 22 stycznia, gdy Ziemia znalazła się dokładnie między Słońcem a kometą, dostarczają cennych wskazówek o właściwościach jej materii. Na podstawie tych danych można oszacować, że w odległości 4,5 jednostki astronomicznej od Słońca, czyli nieco dalej niż krąży Jowisz, w dowolnym momencie przebywa co najmniej jeden obiekt podobny do 3I/ATLAS. To szacunek bardzo ostrożny, który każe podejrzewać, że przestrzeń międzygwiazdowa może być pełna takich dużych, dotąd niewidocznych podróżników.
Zagadkowy koktajl chemiczny
Pierwszą szczegółową analizę spektroskopową po przelocie obok Słońca teleskop Webba przeprowadził w połowie i pod koniec grudnia zeszłego roku. Instrument MIRI wykrył w otoczce obiektu sygnatury wody, dwutlenku węgla, tlenku węgla, niklu oraz, co najbardziej zaskakujące, metanu. Same detekcje nie są niespodzianką, lecz dynamika zmian pomiędzy dwiema sesjami obserwacyjnymi już tak. W ciągu zaledwie dwunastu dni ogólny poziom aktywności, czyli tempo uwalniania gazu i pyłu, znacząco spadł. Co ciekawe, aktywność związana z wodą malała najszybciej ze wszystkich wykrytych substancji. Ta nierównomierna utrata „energii” może świadczyć o złożonej, warstwowej budowie jądra lub o niejednorodnym rozmieszczeniu różnych rodzajów lodu na jego powierzchni.
Prawdziwy problem rodzi porównanie z danymi sprzed peryhelium. We wcześniejszych obserwacjach z sierpnia 3I/ATLAS wydawał się niemal suchy, a za niemal 87% utraty masy odpowiadał dwutlenek węgla. Woda stanowiła zaledwie 4%, a resztę uzupełniał głównie tlenek węgla. Pomiary wykonane już po zbliżeniu do Słońca pokazują zupełnie inny obraz: stosunek CO2 do H2O jest co najmniej dwukrotnie mniejszy. Wygląda na to, że gorąca kąpiel słoneczna zdarła zewnętrzną, bogatą w suchy lód warstwę, odsłaniając wnętrze o odmiennym składzie.
Największa łamigłówka: metan, który pojawił się za późno
Właśnie detekcja metanu stanowi najtrudniejszą do wyjaśnienia część układanki. Jest to związek hiper-lotny, który powinien intensywnie parować już na dalekich rubieżach układu, na długo przed tym, jak obiekt się rozgrzeje. Tymczasem żadne obserwacje sprzed peryhelium, ani te z Webba, ani wcześniejsze pomiary spektrofotometryczne, nie zarejestrowały jego śladu. Pojawił się dopiero po największym zbliżeniu, gdy 3I/ATLAS zaczynał swoją podróż z powrotem w chłód międzygwiezdny. Najprostsze wyjaśnienie zakłada, że metan był głęboko ukryty pod powierzchnią ubogą w ten związek i dopiero silne ogrzanie lub erozja spowodowana przez Słońce odsłoniły bogatsze w niego warstwy.
Ta teoria ma jednak poważną lukę. Jeszcze bardziej lotny tlenek węgla był wyraźnie wykrywany już przed peryhelium, mimo że logicznie rzecz biorąc, powinien zniknąć jako pierwszy. To sprzeczność, która każe naukowcom rozważać niezwykle skomplikowaną, mozaikową strukturę jądra, gdzie różne substancje są uwięzione w izolowanych „kieszeniach” o różnej głębokości. Bezprecedensowa masa, nietypowa chemia i pozornie odwrócona kolejność uwalniania lotnych substancji sprawiają, że 3I/ATLAS opiera się łatwym klasyfikacjom. Część tej zagadkowości może wynikać po prostu z naszego braku doświadczenia, dlatego śledzenie kolejnych tego typu ciał powinno być teraz kluczowym celem astronomów.