Cometa interstelară 3I/ATLAS, care a ţinut recent primele pagini ale ziarelor şi este doar cel de-al treilea obiect interstelar cunoscut care a trecut prin Sistemul Solar, ar putea avea vârsta între 10 şi 12 miliarde de ani, conform unei noi evaluări a compoziţiei sale izotropice, transmite marţi Space.com care citează un studiu care nu a fost încă revizuit inter pares şi poate fi citit în arhiva preprint arxiv.org.
Dacă aceste noi estimări ale vârstei cometei sunt adevărate, ele sugerează că această cometă s-a născut în primele câteva miliarde de ani de existenţă ale galaxiei noastre, Calea Lactee, a cărei vârstă este estimată la 13,6 miliarde de ani.
La descoperirea sa în 2025, 3I/ATLAS se deplasa cu o viteză de 58 km/s spre Soare, fiind cea mai rapidă cometă detectată vreodată. 3I/ATLAS depăşeşte cu mult vitezele predecesoarelor sale, cometele interstelare 1I/'Oumuamua şi 2I/Borisov. Iar, conform teoriei, cu cât un obiect interstelar se deplasează cu o viteză mai mare, cu atât ar trebui să fie mai vechi, pentru că a trecut probabil prin mai multe interacţiuni cu alte obiecte spaţiale şi a accelerat când a trecut pe lângă numeroase alte stele.
Aşadar, pe baza vitezei cometei, astronomii Aster Taylor şi Darryl Seligman de la Universitatea din Michigan şi, respectiv, Universitatea de Stat din Michigan, au stabilit că 3I/ATLAS are o vârstă între 3 miliarde şi 11 miliarde de ani. Acesta este un interval mare cu o incertitudine substanţială - dar acum, noul studiu coordonat de Martin Cordiner de la NASA Goddard susţine că ar fi vorba de partea mai veche a acestui interval, aducând ca argument analiza compoziţiei izotopice a cometei.
Pornind de la datele obţinute cu spectrometrul în infraroşu apropiat (NIRSpec) al Telescopului Spaţial James Webb (JWST), Cordiner şi echipa sa au măsurat atât raportul dintre izotopii de carbon-12 şi carbon-13 din 3I/ATLAS, cât şi cât de îmbogăţită este apa din 3I/ATLAS cu molecula de deuteriu, care este unul dintre cei doi izotopi stabili ai hidrogenului. Ambele proprietăţi sunt instrumente importante pentru deducerea vârstei şi originii cometei.
Izotopii sunt atomi ai aceluiaşi element care au acelaşi număr de protoni, dar un număr diferit de neutroni. Carbonul-12 este forma obişnuită a carbonului, cu 6 protoni şi 6 neutroni. Izotopul este carbonul-13, cu 6 protoni şi 7 neutroni. Deuteriul are un proton şi un neutron (spre deosebire de hidrogenul obişnuit, care are un proton şi niciun neutron).
Izotopii carbonului se găsesc pe 3I/ATLAS în compuşi precum monoxidul de carbon şi dioxidul de carbon, şi chiar în molecule organice precum metanolul, formaldehida şi metanul.
NIRSpec a descoperit că 3I/ATLAS conţine mult mai mult carbon-12 în raport cu carbon-13 decât orice alt obiect cunoscut din sistemul nostru solar sau chiar în discurile de formare a planetelor din jurul altor stele sau în norii moleculari locali. Acest lucru demonstrează că 3I/ATLAS nu provine din vecinătatea Sistemului Solar.
Carbonul-13 se îmbogăţeşte în timp în mediul interstelar şi în norii moleculari care formează stelele. O abundenţă scăzută de carbon-13 în raport cu carbon-12 indică, prin urmare, că 3I/ATLAS trebuie să se fi format cu mult timp în urmă - înainte ca izotopul carbon-13 să poată ajunge la nivelurile actuale.
Apelând la modelele computerizate de evoluţie galactică, cercetătorii au făcut o estimare a timpului. După ce Calea Lactee s-a format acum aproximativ 13 miliarde de ani, aceasta trecut printr-un episod uriaş de formare stelară. Multe dintre aceste stele au evoluat rapid în gigantice roşii înainte de a-şi lăsa în derivă straturile exterioare şi a forma nebuloase planetare, lăsând în urmă nucleul lor fierbinte şi inert, numit pitică albă.
Atunci când se află într-un sistem binar apropiat cu o altă stea, o pitică albă poate fura atât de mult material încât declanşează o explozie termonucleară la suprafaţa sa, fenomen denumit novă. Astfel de evenimente produc foarte mult izotop de carbon-13. Prin urmare, se aşteaptă ca o explozie rapidă de nove să fi avut loc în primii patru miliarde de ani din istoria Căii Lactee. Pentru ca 3I/ATLAS să conţină un raport atât de scăzut de carbon-13 faţă de carbon-12, dar să conţină totuşi unele elemente grele, trebuie să se fi format în mijlocul tuturor acestor evenimente, înainte ca izotopul de carbon-13 să aibă şansa de a se acumula în galaxie.
Acest argument plasează vârsta lui 3I/ATLAS la 10-12 miliarde de ani.
Îmbogăţirea cu deuteriu în 3I/ATLAS dezvăluie, de asemenea, detalii cu privire la originile cometei interstelare. Deuteriul poate înlocui unul sau ambii atomi de hidrogen obişnuiţi din apă, ceea ce oamenii de ştiinţă denumesc îmbogăţire cu deuteriu. Îmbogăţirea cu deuteriu în apa din 3I/ATLAS are un raport D/H cu un ordin de mărime mai mare decât în cometele tipice care s-au format în sistemul nostru solar.
Acest grad de îmbogăţire are loc în anumite medii. Gheaţa de apă se poate îmbogăţi în deuteriu la temperaturi mai mici de 30 de grade peste zero absolut (30 kelvin/-243 grade Celsius/-405 grade Fahrenheit), ceea ce este tipic norilor interstelari, şi într-un mediu relativ sărac în elemente grele, ceea ce indică o formare timpurie în istoria galaxiei noastre.
Cometele se formează alături de planete, aşa că, dacă aceste descoperiri sunt corecte, atunci 3I/ATLAS ar putea fi foarte bine o relicvă a unuia dintre cele mai vechi sisteme planetare din galaxie.
Cometele, fiind obiecte de gheaţă, se crede că se formează în zonele mai îndepărtate ale discurilor de formare a planetelor, departe de căldura tinerei lor stele care altfel ar vaporiza gheaţa. Limita dintr-un disc de formare a planetelor între locul unde apa există sub formă de vapori sau lichid şi locul unde există sub formă de gheaţă se numeşte linia zăpezii.
"Credem că materialele cometare, în general, sunt reprezentative pentru elementele constitutive ale planetelor din afara liniei de zăpadă a apei din discul protoplanetar", a declarat Cordiner pentru Space.com. "Aşadar, acelaşi lucru este probabil valabil şi pentru cometele interstelare, iar acestea oferă perspective unice asupra materiei din care s-ar putea forma planetele extrasolare".
Oamenii de ştiinţă construiesc încă o imagine completă a inventarului chimic al lui 3I/ATLAS, dar există câteva lucruri pe care le pot susţine în această etapă.
"2I/Borisov şi 3I/ATLAS prezintă ambele o compoziţie relativ bogată în carbon în comparaţie cu cometele Sistemului Solar", a spus Cordiner. "Cel puţin, acest lucru implică prezenţa abundentă a carbonul din sistemul planetar originar. 3I/ATLAS este, de asemenea, foarte bogat în apă".
Prezenţa deuteriului şi a diverşilor compuşi de carbon şi oxigen indică o chimie destul de complexă care a avut loc pe granulele de praf îngheţat din care s-a format probabil sistemul planetar al lui 3I/ATLAS, indicând că moleculele organice şi apa au fost componente importante ale planetelor chiar şi atât de devreme în istoria Universului.
Cu toate acestea, adevăratul punct de origine al lui 3I/ATLAS rămâne un mister. Reconstituirea drumului său pe o perioadă de peste 10 milioane de ani devine dificilă, dacă nu imposibilă, din cauza interacţiunilor gravitaţionale dintre 3I/ATLAS şi diferitele stele pe lângă care a trecut şi care i-au influenţat traiectoria şi viteza.
Cu toate acestea, cunoaşterea vârstei sale restrânge puţin lucrurile.
Discul Căii Lactee este împărţit în două părţi - un disc îngust, cu profunzimea de 1.000 de ani-lumină, unde are loc acum cea mai mare parte a formării stelare a galaxiei noastre (şi unde s-a născut Soarele), care este situat în interiorul unui disc gros mai difuz şi mai profund (aproximativ 3.000 de ani-lumină adâncime). Observaţiile stelelor din discul gros efectuate de misiunea Gaia a Agenţiei Spaţiale Europene sugerează că discul gros a început să se formeze acum 13 miliarde de ani, în timp ce discul subţire se crede că este mult mai tânăr, formându-se acum aproximativ 9 miliarde de ani. Dacă aceste vârste sunt corecte, atunci 3I/ATLAS ar fi putut proveni de pe orbita unei stele aflate în discul gros.
"Acest lucru pare mai probabil cu cât 3I/ATLAS este mai veche", a spus Cordiner.
Astfel, 3I/ATLAS este un corp cosmic atât de vechi, încât s-ar putea ca sistemul stelar care l-a produs să nici nu mai existe, conform cercetătorilor.
Comentează