Tego rodzaju obiekty międzygwiezdne są wyjątkowo cennymi celami badań, ponieważ powstały w układach planetarnych innych gwiazd, a następnie rozpoczęły podróż przez przestrzeń międzygwiazdową. Gdy jeden z nich trafia w pobliże Słońca, astronomowie zyskują rzadką okazję do zbadania materii uformowanej w zupełnie innym środowisku.
Czytaj też: Burza słoneczna zmieniła się w niespodziewany sposób. Sondy zarejestrowały przemianę plazmy
Idealnym przykładem jest 3I/ATLAS. Zespół naukowców pod kierownictwem Silvii Protopapy z Southwest Research Institute wykorzystał Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, aby przyjrzeć się właściwościom lodu w tej komecie. Wyniki pozwalają zakładać, że drobiny lodu wodnego nie są w niej tak czyste, jak uczeni mogliby oczekiwać na podstawie obserwacji wielu komet z naszego układu.
Zamiast tego lód jest wymieszany z materiałem ogniotrwałym, czyli składnikami odpornymi na wysokie temperatury, obejmującymi między innymi ciemną skalistą materię. Według modeli badawczych najlepiej wyjaśnia to obecność ziaren o rozmiarach mniejszych niż kilka mikrometrów, w których lód i pył tworzą wspólne struktury. Co istotne, same ziarna mają rozmiary zbliżone do tych spotykanych w kometach Układu Słonecznego. Różnica polega przede wszystkim na proporcjach składników: w 3I/ATLAS pył stanowi znacznie istotniejszą część lodowych drobin.
Astronomowie przeprowadzili obserwacje za pomocą instrumentu NIRSpec w trzech terminach: 6 sierpnia 2025 roku, 22 grudnia 2025 roku oraz 1 kwietnia 2026 roku. Pozwoliło to prześledzić właściwości komety w okresie obejmującym jej największe zbliżenie do Słońca, które nastąpiło 29 października ubiegłego roku. Widma ujawniły wyraźne sygnatury absorpcji lodu wodnego oraz emisję gazów, w tym wody, dwutlenku węgla i tlenku węgla. Jednocześnie charakterystyczne sygnały lodu, zwykle obserwowane w kometach Układu Słonecznego, były bardzo słabe albo niewidoczne.
To właśnie ta nietypowa kombinacja zasugerowała badaczom obecność ziaren bogatych w pył. Widmo z kwietnia ujawniło ponadto, że w otoczce komety mogą występować również większe, mikrometrowe ziarna bogate w lód. Naukowcy nie rozstrzygnęli jeszcze, co odpowiada za zmiany obserwowane w czasie. Możliwe, że ziarna reagowały na ogrzewanie słoneczne w różny sposób. Innym wyjaśnieniem jest odsłanianie świeżego materiału w miarę erozji powierzchni komety podczas zbliżenia do Słońca.
Czytaj też: Teleskop Euclid odkrył nową kometę. To pierwszy taki obiekt w historii misji
Najciekawszy trop pojawił się, gdy badacze zestawili widmo 3I/ATLAS z danymi dotyczącymi obiektów transneptunowych, czyli lodowych ciał znajdujących się poza orbitą Neptuna. Niektóre z nich wykazują podobne cechy widmowe, mimo że należą do naszego Układu Słonecznego. Stąd pomysł, jakoby materia budująca lodowe obiekty mogła mieć więcej wspólnych cech, niż dotąd sądziliśmy. Niezależnie od tego, wokół której gwiazdy powstały, drobiny lodu mogą przyjmować podobne formy fizyczne: od stosunkowo czystych kryształów po skupiska silnie wymieszane z pyłem. Jeśli kolejne badania potwierdzą tę interpretację, będzie to wskazówka, iż właściwości lodu ustalają się już na wczesnych etapach rozwoju dysków protoplanetarnych, z których powstają planety. Część tych cech może następnie przetrwać przez miliardy lat, zachowując zapis warunków panujących w macierzystym układzie.
