JWST objevil v mezihvězdné kometě 3I/ATLAS vodní led bohatý na prach

Astronomové využívající Vesmírný dalekohled Jamese Webba JWST (společný projekt NASA, ESA a CSA) zjistili, že vodní led v mezihvězdné kometě 3I/ATLAS je ve formě drobných zrn promísen s tmavým, horninovým materiálem. Spektrální vlastnosti těchto zrn se liší od vlastností ledových zrn v kometách Sluneční soustavy, avšak podobají se spektrům některých ledových těles nacházejících se za Neptunem.

Protopapaová a kol. využili teleskop JWST ke srovnání mezihvězdné komety 3I/ATLAS s ledovými tělesy ve Sluneční soustavě. Toto srovnání přináší poznatky o raném formování stavebních kamenů planet. V pravé horní části je vidět, že kometa 3I/ATLAS i kometa ze Sluneční soustavy C/2024 E1 vykazují výrazný absorpční pás vodního ledu v blízkosti 3 mikronů; u mezihvězdné komety jsou však pásy v blízkosti 1,5 a 2,0 mikronů velmi slabé nebo zcela chybí. Její spektrum se více podobá průměrnému spektru skupiny ledových těles za Neptunem, u nichž byly rovněž detekovány oxid uhličitý (ve formě ledu) a organické látky (vpravo dole). Umělecká vizualizace (vlevo, bez zachování měřítka) srovnává na jedné straně relativně čistá ledová zrna a oddělený prach – což je model typický pro většinu komet ve Sluneční soustavě – a na straně druhé ledové agregáty bohaté na prach, které byly pro kometu 3I/ATLAS odvozeny v rámci této studie.

„Mezihvězdné komety jsou malá ledová tělesa, která vznikla v discích plynu a prachu kolem jiných hvězd a nyní prolétají naší Sluneční soustavou,“ uvedla Silvia Protopapaová, astronomka ze Southwest Research Institute (SwRI). „Jak se těleso 3I/ATLAS zahřívá, plyn unikající z jeho nitra vynáší led a prachová zrna do okolního oblaku neboli komy. Tato zrna v sobě nesou stopy podmínek, za nichž kometa vznikla.“

Protopapaová se svými kolegy pozorovala kometu 3I/ATLAS pomocí přístroje NIRSpec na teleskopu Jamese Webba, a to ve třech termínech: 6. srpna 2025, 22. prosince 2025 a 1. dubna 2026. Toto období zahrnovalo zhruba osm měsíců kolem okamžiku, kdy se kometa 29. října 2025 nejvíce přiblížila ke Slunci.

Spektra vykazují silnou absorpci vodního ledu a také emise plynů – konkrétně vody, oxidu uhličitého a oxidu uhelnatého. Slabší projevy přítomnosti vodního ledu, které jsou u ledových komet běžně k vidění, však byly buď velmi nevýrazné, nebo zcela chyběly. Podle modelování, které tým provedl, je nejpravděpodobnějším vysvětlením přítomnost zrn menších než několik mikrometrů, z nichž každé tvoří směs vodního ledu a žáruvzdorného materiálu.

„Zrna u komety 3I/ATLAS jsou přibližně stejně velká jako ta, která nacházíme v našich vlastních kometách,“ uvedla Protopapaová. „To, čím se zřejmě odlišují, je množství prachu přimíseného v ledu.“
Spektrum z dubna 2026 rovněž naznačuje existenci druhé populace větších, na led bohatých zrn o velikosti řádově mikrometrů.

„Zatím nedokážeme říci, zda jsou pozorované změny v čase důsledkem toho, že Slunce zahřívá zrna při každém pozorování odlišně, nebo zda jde o odhalení nového materiálu v důsledku eroze povrchu komety v blízkosti Slunce,“ řekl Michael Kelley, astronom z University of Maryland. „Obě vysvětlení jsou možná a rozlišení mezi nimi patří k otevřeným otázkám, na které se chceme zaměřit.“

Vědci rovněž porovnali 3I/ATLAS s jinými kometami a s několika skupinami transneptunických těles. Naznačují, že ledové planetesimály vzniklé u různých hvězd mohou vykazovat spojité spektrum vlastností ledových zrn – od čistého ledu až po led smíšený s žáruvzdorným materiálem – přičemž objekt 3I/ATLAS se nachází na straně bohaté na žáruvzdorný materiál.

„Na první pohled vypadá 3I/ATLAS jinak než ledové komety, které známe,“ uvedla Protopapaová. „Když jsme jej však srovnali se vzdálenými ledovými světy ve Sluneční soustavě, přestal působit nepatřičně. To naznačuje, že ledové stavební kameny planet – ať už u nás, nebo u jiných hvězd – mohou obsahovat led ve formě drobných zrn o velikosti mikronů. Ta se pohybují na škále od poměrně čistého ledu až po led smíšený s prachem, přičemž 3I/ATLAS se nachází spíše na onom ‚prašném‘ konci.“

„Pokud se tato domněnka potvrdí, mohla by uvedená škála vlastností zrn naznačovat, že fyzikální podoba vodního ledu se utváří již v rané fázi – v discích, kde vznikají planety – a v ledových tělesech, která v nich vznikají, se alespoň částečně zachovává,“ dodává Protopapaová.

Výsledky byly zveřejněny v časopise Astrophysical Journal Letters.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-dust-rich-water-ice-interstellar-comet-3i-atlas-15153.html

autor: František Martinek