3I/ATLAS: aggasztó hírek érkeztek a titokzatos csillagközi objektumról

Ahogy gyűlnek az észlelési adatok a csillagközi térből a Naprendszerbe érkezett és mindeddig a legfurcsábban viselkedő intersztelláris objektumról, úgy derül fény a titokzatos vándor egyre több olyan tulajdonságára, amelyek alapvetően eltérnek az eddig ismert üstökösök jellemzőitől. Legutóbb egy belga és amerikai asztronómusokból álló kutatócsoport vetette alapos spektroszkópiai vizsgálat alá a Naprendszeren elképesztő sebességgel átszáguldó objektumot, hogy a 3I/ATLAS színképelemzésével találjanak választ annak a rendkívül szokatlan anomáliának az okára, amit az üstökös kómájában kimutatott extrém mennyiségű szén-dioxid jelent. A kapott eredmény azonban igen rossz és aggasztó hírnek bizonyulhat a kutatók számára.

A 3I/ATLAS a Naprendszer mindeddig legrejtélyesebb csillagközi látogatója Fotó: Universe Space Tech

Avi Loeb, a Harvard asztrofizika-professzora (Fotó: Harvard University)

Bár a többségi szakmai álláspont szerint egyértelmű, hogy a 3I/ATLAS az intersztelláris térből érkezett üstökös, ám azt a szakemberek is elismerik, hogy ez az égitest nagyon más, mint az általunk eddig megismert többi kométa. 

Egy rejtélyes jelenség, amire eddig nem volt magyarázat

Az objektumhoz kapcsolódó egyik rejtélyes tulajdonság a szén-dioxid és a víz abnormális aránya az üstökös kómájában, amit a James Webb űrteleszkóp (JWST), továbbá a Spectro-Photometer for the History of the Universe és az Epoch of Reionization and Ices Explorer (SPHEREx) űrtávcsövekkel elvégzett megfigyelések mutattak ki. E nehezen megmagyarázható anomália okait próbálta meg feltárni az a belga és amerikai csillagászokból álló nemzetközi kutatócsoport, amely vizsgálati eredményeit az egyelőre még nem lektorált tanulmányában tette közzé az arXiv preprint szerveren.

A 3I/ATLAS elképesztő sebességgel száguld át a Naprendszeren (Fotó: Olivier Hainaut et al./European Southern Observatory)

 „A szén-dioxid mennyiségének a vízhez viszonyított aránya a valaha megfigyelt legmagasabb értékek közé tartozik, ez pedig azt mutatja, hogy a 3I/ATLAS kómája extrém módon gazdag szén-dioxidban” – nyilatkozták a NASA szakértői még az új tanulmány megjelenése előtt, akiket az Ilf Science tudományos hírportál idéz. „Mindez arra utalhat, hogy a 3I/ATLAS jóval nagyobb mértékű sugárzásnak volt kitéve, mint a Naprendszeren belülről érkező üstökösök, vagy pedig az eredeti rendszerének egyik olyan régiójában alakult ki, ahol a szén-dioxid jég természetes módon fagyott ki a gázokból” – írták a NASA szaktudósai. Az üstökös összetételére vonatkozó bármilyen tudományos igényű hipotézisnek meg kellene magyaráznia ezeket a furcsa arányokat, továbbá azt is, hogy miért lehetett már akkor megfigyelni a gázképződést, amikor az objektum még rendkívül messze volt a Naptól ahhoz, hogy az erőteljes kómaképződés a központi csillagunk sugárzásának legyen betudható.

A 3I/ATLAS szokatlanul korán és a Naptól még igen nagy távolságra kezdett el  fényes kómát vonni a magja köré (Fotó: International Gemini Observatory)

 „A JWST/NIRSpec mérései szerint a CO2/H2O arány 7,6 ± 0,3, ezzel az extrém értékkel pedig a 3I/ATLAS – a megfigyelt heliocentrikus távolságon – 4,5σ-val a Naprendszer trendjei fölé került” – magyarázzák a belga és amerikai kutatók a tanulmányukban. „Bármely életképes magyarázatnak ezért jelentősen meg kell emelnie a felszínközeli CO2/H2O arányt”– fűzik hozzá a tanulmány szerzői.

Nem azt látjuk, ami a csillagközi vándor eredeti felszíne

A csapat számos olyan hipotézist értékelt, amelyek potenciális magyarázattal szolgálhatnak erre a rejtélyesen abnormális arányra. Az egyik vizsgált hipotézis szerint elképzelhető például, hogy abban a távoli protoplanetáris korongban, amelyben az objektum eredetileg keletkezett, olyan, az általunk ismerttől eltérő fizikai körülmények uralkodtak, amelyek megváltoztathatták a szén-monoxid bomlását a protoplanetáris korong középsíkjaiban, ez pedig a szén-dioxid mennyiségének extrém megugrásához vezethetett. E hipotézist megvizsgálva a kutatócsoport azt találta azonban, hogy ez az elképzelés sokkal kevésbé illeszthető a megfigyelési adatokhoz, szemben a galaktikus kozmikus sugárzás (GCR) lehetséges hatásaival. 

A 3I/ATLAS pályaszöge is szokatlannak számít (Fotó:  The Sky Live)

Ez utóbbi forgatókönyvben a galaktikus kozmikus sugarak a szén-monoxidot szén-dioxiddá alakítják, így körülbelül egymilliárd év leforgása alatt szerves anyagokban gazdag, besugárzott kéreg keletkezik az üstökös magján. 

Ha viszont ez igaz, akkor ez cseppet sem jó hír a kutatók számára abban a tekintetben, hogy más csillagrendszerek környezetéről szerezzenek behatóbb ismereteket. 

„Laboratóriumi kísérletek igazolják, hogy a GCR besugárzás hatékonyan alakítja át a szén-monoxidot szén-dioxiddá, miközben szerves anyagokban gazdag kérget szintetizál, ez pedig igen nagy valószínűséggel arra utal, hogy a 3I/ATLAS külső rétegei besugárzott anyagból vannak, amelynek tulajdonságai összhangban állnak a 3I/ATLAS kómájának megfigyelt összetételével és spektrális vörösödésével. A 3I/ATLAS eróziós sebességének becslései azt mutatják, hogy a jelenlegi gázkiáramlás csak a galaktikus kozmikus sugárzás által érintett zónából, vagyis 15–20 m mélységből adja az utánpótlást, és soha nem éri el az objektum érintetlen belső anyagát” – magyarázza a csapat a tanulmányában.

A rejtőzködő idegen nem akarja kiszolgáltatni a titkait

„Ahelyett, hogy ezek a távoli bolygórendszerekből származó csillagközi objektumok eredeti hírvivők lennének, sokkal inkább a kozmikus sugárzás által átformált anyag jeleit hordozhatják”– hangsúlyozzák a kutatók. Ez a felismerés azonban jelentősen megnehezíti más, tőlünk távoli csillagrendszerek környezetének közvetlen, az onnan a Naprendszerbe érkezett hírvivőik általi tanulmányozását. Lényegében úgy tűnhet, mintha egy másik csillagrendszerből küldtek volna nekünk egy darab érintetlen idegen anyagot, de ehelyett a kutatók azt találták, hogy a csillagközi vándor külső rétegei megváltoztak a hosszú, évmilliárdos kozmikus utazása során, így most ezek alatt rejtőzik az érintetlen eredeti anyag, amely így hozzáférhetetlen marad számunkra. 

Az új kutatás szerint nem is láthatjuk a 3I/ATLAS eredeti felszínét (Fotó: Space and Tech)

Ez abból a szempontból számít aggasztó hírnek, mert így a Naprendszerbe érkezett intersztelláris objektumok sem fedik fel a távoli csillagrendszerük titkait. A tanulmányt jegyző tudósok szerint viszont a spektrum részletes analízise sok új információval szolgálhat a különleges üstökös Naprendszerig vezető hosszú útjáról. 

A jelentős CO₂-szint folyamatos kémiai evolúcióra utal, nem pedig eredeti összetételre

– írják a kutatók. „Ez pedig arra utal, hogy a 3I/ATLAS-t inkább a kozmikus sugárzás okozta átváltozás természetes laboratóriumának, mintsem egy távoli protoplanetáris korong közvetlen hírvivőjének tekinthessük” – véli a tanulmányt jegyző kutatócsoport. Mindez ugyan kiábrándítóan hangzik, ám még további megfigyelések szükségesek e konklúzió megerősítéséhez. Maguk a kutatók is úgy vélik, hogy az eredeti anyag elméletben talán kigázosodhat, amint az objektum eléri a perihéliumát, „bár ez valószínűtlennek tekinthető”. 

A tanulmány teljes terjedelmében és angol nyelven itt olvasható el.

A 3I/ATLAS csillagközi objektum:

• egyik szokatlan tulajdonságának számít a szén-dioxid extrém mennyisége,
• valamint a szén-dioxid és a víz abnormális aránya,
• ami a friss kutatás szerint az objektum kozmikus sugárzástól teljesen átalakult felszínének következménye,
• és emiatt nem is tanulmányozhatjuk a csillagközi vándor eredeti anyagát.