تلسکوپ فضایی جیمز وب سرنخ‌های جدیدی در مورد منشأ دنباله‌دار 3I/ATLAS مهاجم میان‌ستاره‌ای کشف می‌کند.

دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) دریافتند که دنباله دار بین ستاره ای 3I/ATLAS از دانه های ریز یخ مخلوط با غبار ساخته شده است که کاملا با دنباله دارهای منظومه شمسی متفاوت است.

با این حال، این دانه‌های یخ شباهت‌های چشمگیری به برخی از اجرام یخی واقع در لبه منظومه شمسی، فراتر از مدار نپتون، به اصطلاح اجرام فرا نپتونی (TNOs) دارند.

3I/ATLAS در تابستان 2025 در حال ورود به منظومه شمسی کشف شد. این تنها سومین جرمی بود که پس از 1I/'Oumuamua، مشاهده شده در سال 2017، و 2I/Borisov، که در سال 2019 شناسایی شد، از راه دورتر در کهکشان راه شیری وارد منظومه شمسی شد. در سایر منظومه های ستاره ای شکل می گیرد.

بنابراین، JWST به سرعت در مسیر 3I/ATLAS قرار گرفت. مارتین کوردینر از مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا و دانشگاه کاتولیک آمریکا در بیانیه‌ای گفت: ما [JWST] را طوری طراحی کردیم که در لحظه پیدا شدن یک دنباله‌دار بین‌ستاره‌ای فعال آماده باشیم و در طول زمان آن را دنبال کنیم.

کوردینر برنامه JWST را برای مطالعه اشیایی مانند 3I/ATLAS هدایت می کند و او یکی از نویسندگان یک مقاله تحقیقاتی جدید است که برخی از یافته ها را توصیف می کند.

منشا نامشخص 3I/ATLAS

محققان می دانند که 3I/ATLAS در منظومه شمسی متولد نشده است، اما هیچ کس نمی داند که 3I/ATLAS در اطراف کدام ستاره شکل گرفته است. چیزی که دانشمندان بیشتر از آن مطمئن هستند این واقعیت است که این دنباله‌دار بین ستاره‌ای در یک دیسک سیاره‌ای متشکل از گاز و غبار در اطراف یک ستاره جوان تولید شده است، احتمالا 10 تا 12 میلیارد سال پیش. این سن بیش از دو برابر منظومه شمسی ما است. سپس به نحوی از منظومه اصلی خود پرتاب شد و قبل از برخورد با منظومه شمسی ما در فضای بین ستاره ای سرگردان شد.

مانند دنباله دارهای آشنا در منظومه شمسی ما، 3I/ATLAS از دانه های یخ کمتر از یک میکرون – یک میلیونیم متر – تشکیل شده است. هنگامی که سطح دنباله دار توسط خورشید گرم می شود، گاز به بیرون فوران می کند و دانه های یخ را به ابر یخ و غبار اطراف دنباله دار، کما و دم آن می برد، جایی که JWST می تواند آنها را تشخیص دهد.

وقتی به صورت طیف‌سنجی مشاهده می‌شود، یخ آب موجود در دنباله‌دارهای بومی منظومه شمسی، یک خط جذب قوی در طیف دنباله‌دار با طول موج سه میکرون، و همچنین خطوط جذب کمتر برجسته در 1.5 و دو میکرون ایجاد می‌کند.

مقایسه بین یخ موجود در دنباله دار مهاجم بین ستاره ای 3I/Atlas و اجرام یخی در منظومه شمسی. (اعتبار تصویر: SwRI/Silvia Protopapa/NASA/ESA/CSA JWST) با این حال، زمانی که دستگاه طیف‌نگار فروسرخ نزدیک JWST (NIRSpec) 3I/ATLAS را سه بار بین آگوست 2025، قبل از نزدیک‌ترین نزدیک شدن به خورشید، و پس از نزدیک‌ترین نزدیک‌تر شدن آن در آوریل 2026 مشاهده کرد، دانشمندان متوجه شدند که خطوط جذب 1.5 و دو میکرون وجود ندارد، اگرچه خط سه میکرونی قوی باقی مانده است.

سیلویا پروتوپاپا (Silvia Protopapa) نویسنده ارشد پژوهش از موسسه تحقیقاتی جنوب غربی گفت: «این ترکیب یک پازل بود. نوار قوی سه میکرونی به یخ آب در کما اشاره می کند، اما باندهای ضعیف یا غایب با طول موج کوتاه تر نشان می دهد که یخ به شکلی نیست که معمولا در دنباله دارهای منظومه شمسی می بینیم.

یافته های گل آلود 3I/ATLAS JWST

هر زمان که با امضای مشاهداتی غیرعادی مانند JWST ارائه شده برای محققان 3I/ATLAS ارائه شود، برای یافتن ویژگی‌های فیزیکی که به بهترین وجه با طیف منطبق است، به مدل‌سازی روی می‌آورند.

مدل سازی به تیم پروتوپاپا پیشنهاد کرد که 3I/ATLAS از دانه های زیر میکرونی یخ آب کثیف و غنی از گرد و غبار تشکیل شده است. در مقایسه، دانه‌های دنباله‌دارهای بومی منظومه شمسی بسیار تمیزتر هستند و تقریبا آب یخ خالص نسبتا آلوده به گرد و غبار نیستند.

پروتوپاپا می‌گوید: «آنچه که [دانه‌های 3I/ATLAS] را متمایز می‌کند این است که چه مقدار غبار در یخ مخلوط شده است. این دانه‌ها سرنخ‌هایی از شرایطی که دنباله‌دار در آن متولد شده است، دارند.»

ترکیب شیمیایی 3I/ATLAS (اعتبار تصویر: NASA، ESA، CSA، STScI، Martin Cordiner (CUA، NASA-GSFC)؛ پردازش تصویر: Alyssa Pagan (STScI)) دنباله دارها از مواد اولیه موجود در قرص سیاره ساز گاز و غبار که ستاره جوانی را احاطه کرده است، ساخته شده اند و بنابراین ترکیب دنباله دارها می تواند دریچه ای به شرایط شکل گیری سیارات ارائه دهد.

در حالی که دنباله دارهای منظومه شمسی به ما در مورد تولد زمین می گویند، یک دنباله دار بین ستاره ای می تواند در مورد شرایطی که در آن سیارات در اطراف ستاره دیگری شکل گرفته اند، و اینکه این شرایط چقدر شبیه یا بی شباهت به تولد منظومه شمسی بوده است.

با این حال، دنباله‌دارها تنها بقایای یخی نیستند که قدمت آن‌ها به زمان‌های اولیه بازمی‌گردد. خانواده‌های مختلفی از اجسام در منظومه شمسی بیرونی وجود دارد، و طیف 3I/ATLAS شباهت زیادی به طیف برخی از TNOهای متوسط ​​دارد که سرشار از یخ دی‌اکسید کربن و ترکیبات آلی هستند (به معنای ارگانیک حاوی اتم‌های کربن). در واقع، در یک مطالعه جداگانه در سال 2025 به رهبری کوردینر، JWST دریافت که 3I/ATLAS دارای یکی از بزرگترین فراوانی دی اکسید کربن است که تاکنون در یک دنباله دار دیده شده است.

TNO ها اجرام قابل توجهی هستند که بسیار فراتر از مدار نپتون قرار دارند، TNOهای مورد بحث در قسمتی متفاوت از قرص پیش سیاره ای خورشید نسبت به اکثر دنباله دارها شکل گرفته اند و ترکیب آنها این را منعکس می کند.

تصویر هنرمند از یک دیسک سیاره ای، منطقه ای از غبار و گاز که در آن سیارات تشکیل می شوند. درج بزرگنمایی مولکول های مونوکسید کربن را در فاز یخ نمایش می دهد. (اعتبار تصویر: M.Weiss/Center for Astrophysics | هاروارد و اسمیتسونیان) از سوی دیگر، نتایج حاکی از آن است که 3I/ATLAS در اطراف ستاره منشأ خود از مواد یخی مشابه با مواد یخی که برخی از TNOها را در منظومه شمسی ما تولید می‌کند، تشکیل شده است، و نشان می‌دهد که بلوک‌های ساختمانی سیارات اطراف ستاره‌های دیگر طیف مشترکی از خواص با بلوک‌های ساختمانی تشکیل‌دهنده منظومه شمسی ما دارند.

در واقع، 3I/ATLAS حتی می‌تواند قطعه‌ای از بدنی شبیه TNO باشد که در یک برخورد متلاشی شده است.

پروتوپاپا می گوید: «در نگاه اول، 3I/ATLAS با دنباله دارهای یخی که ما می شناسیم متفاوت به نظر می رسد. اما وقتی آن را در کنار جهان های یخی دوردست در منظومه شمسی خودمان قرار دادیم، دیگر نامناسب به نظر نمی رسید.

این نشان می‌دهد که بلوک ساختمانی یخی سیارات، در اینجا و اطراف ستاره‌های دیگر، ممکن است یخ را به شکل دانه‌های ریز در مقیاس میکرون، از یخ نسبتا خالص گرفته تا یخ مخلوط با غبار، با 3I/ATLAS به سمت انتهای غبارآلود، به اشتراک بگذارند.

چیزی که این به ما می‌گوید این است که این دانه‌های یخی کوچک‌تر از میکرون باید ابتدا در دیسک‌های تشکیل‌دهنده سیاره تشکیل شوند تا سپس در اجرام بزرگی مانند ستاره‌های دنباله‌دار و پیش سیاره‌ها گنجانده شوند.

یافته های این تیم روز دوشنبه (26 اکتبر) در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد.