اولین تصویر تلسکوپ فضایی جیمز وب از دنباله‌دار میان‌ستاره‌ای 3I/ATLAS

تلسکوپ فضایی ۱۰ میلیارد دلاری ناسا، با مطالعه سومین جرم میان‌ستاره‌ای که وارد منظومه شمسی شده است، محتوای شیمیایی هاله آن را اندازه‌گیری نمود.

دنباله‌دار 3I/ATLAS که توسط دید مادون قرمز JWST

(اعتبار تصویر: تلسکوپ فضایی ناسا/جیمز وب)

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برای اولین بار، میهمان میان‌ستاره‌ای 3I/ATLAS را مشاهده کرده است. این تلسکوپ فضایی قدرتمند، دید مادون قرمز و ابزار طیف‌نگار نزدیک مادون قرمز خود (NIRspec) را در 6 آگوست 2025 روی این دنباله‌دار تنظیم کرد.

3I/ATLAS که در اول جولای توسط تلسکوپ نقشه‌برداری ATLAS (سیستم هشدار برخورد سیارک-زمینی) کشف شد، سومین جرم آسمانی است که تاکنون در منظومه شمسی ما کشف شده و گمان می‌رود از اطراف ستاره دیگری سرچشمه گرفته باشد. دو جرم بین‌ستاره‌ای دیگر، 1I/’Oumuamua بودند که در سال 2017 کشف شدند و 2I/Borisov که در سال 2019 شناسایی شدند.

JWST دنباله‌رو تلسکوپ فضایی هابل و رصدخانه SPHEREx است که هر دو قبلاً 3I/ATLAS را هنگام عبور از منظومه شمسی مشاهده کرده‌اند. هدف این تحقیق، کشف ویژگی‌های 3I/ATLAS، از جمله اندازه، خواص فیزیکی و مهم‌تر از همه، ترکیب شیمیایی آن است.

تیمی از ستاره‌شناسانی که دنباله‌دار را با JWST مشاهده کرده‌اند، توضیح می‌دهند که مطالعه دنباله‌دارهایی مانند این از سایر منظومه‌های ستاره‌ای به مطالعه شرایط آن منظومه‌ها در زمان شکل‌گیری کمک می‌کند. سپس می‌توان این نتایج را با آنچه دانشمندان در مورد شرایط اطراف خورشید در ۴.۶ میلیارد سال پیش، زمانی مقایسه کرد که سیارات، سیارک‌ها و دنباله‌دارهای منظومه شمسی در حال شکل‌گیری بودند.

هنگامی که دنباله‌دارها به خورشید نزدیک می‌شوند و توسط گرمای آن گرم می‌شوند، مواد منجمد درون آنها از جامدات مستقیماً به گاز تبدیل می‌شوند. این امر منجر به فرار گازها می‌شود، فرآیندی به نام “خروج گاز” که دم و هاله یا “کما”ی مشخص یک دنباله‌دار را ایجاد می‌کند.

همانطور که انتظار می‌رفت، 3I/ATLAS با نزدیک شدن به خورشید در حال خروج گاز است و ستاره‌شناسان از JWST و ابزار NIRSpec آن برای شناسایی دی‌اکسید کربن، آب، یخ آب، مونوکسید کربن و گاز بدبوی سولفید کربونیل در کمای آن استفاده کرده‌اند.

با این حال، آنچه انتظار نمی‌رفت، بالاترین نسبت دی‌اکسید کربن به آب مشاهده شده در یک دنباله‌دار بود. این امر می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد شرایطی آشکار کند که 3I/ATLAS در آن شکل گرفته است.

۳I/ATLAS در حال عبور از میان پس‌زمینه‌ای از ستارگان که توسط تلسکوپ‌های زمینی رصدخانه لاس کامبرس دیده می‌شود. (منبع تصویر: ESA)

فراوانی دی اکسید کربن در کمای ۳I/ATLAS می‌تواند نشان دهد که این دنباله‌دار بین ستاره‌ای دارای قلبی است که ذاتاً غنی از دی اکسید کربن است. این می‌تواند به این معنی باشد که این دنباله‌دار حاوی یخ‌هایی است که در معرض سطوح بسیار بالاتری از تابش نسبت به دنباله‌دارهای منظومه شمسی قرار گرفته‌اند.

از طرف دیگر، این تیم پیشنهاد می‌کند که این محتوای بالای دی‌اکسید کربن می‌تواند نشان دهد که 3I/ATLAS ممکن است در یک مکان خاص به نام “خط یخ دی‌اکسید کربن” در ابر چرخان ماده یا “دیسک پیش‌سیاره‌ای” تشکیل شده باشد که ستاره مادر خود را احاطه کرده است که به عنوان نقطه‌ای تعریف می‌شود که در آن دمای اطراف یک ستاره نوزاد یا “پیش‌ستاره” به اندازه‌ای پایین می‌آید که به دی‌اکسید کربن اجازه می‌دهد از حالت گاز به جامد تبدیل شود.

علاوه بر این، فراوانی کم بخار آب در کمای 3I/ATLAS می‌تواند نشان دهد که چیزی در داخل دنباله‌دار وجود دارد که مانع نفوذ گرما به هسته یخی دنباله‌دار می‌شود. این امر مانع از تبدیل مقدار آب از یخ به گاز نسبت به نرخ تبدیل دی‌اکسید کربن و مونوکسید کربن می‌شود.

این یافته‌های جدید بر اساس داده‌های جذاب جمع‌آوری‌شده در مورد 3I/ATLAS بنا شده‌اند که شامل کشف قبلی مبنی بر اینکه این دنباله‌دار بین‌ستاره‌ای می‌تواند حدود ۷ میلیارد سال قدمت داشته باشد، می‌شود، به این معنی که قدیمی‌ترین دنباله‌داری است که تاکنون دیده شده و حدود ۳ میلیارد سال از منظومه شمسی قدیمی‌تر است.

تیم تحقیقاتی قبلی در مورد این دنباله‌دار، هنگامی که مسیر شیب‌دار 3I/ATLAS را در منظومه شمسی بررسی کردند، به این نتیجه رسیدند. این نشان داد که این دنباله‌دار از “دیسک ضخیم” ستارگان کهکشان راه شیری می‌آید، منطقه‌ای از کهکشان ما که بسیار قدیمی‌تر از “دیسک نازک” است که خورشید در آن متولد شده است.

یک چیز قطعی است: مطالعه 3I/ATLAS تا زمانی که دنباله‌دار با اسرار بسیار کمتری نسبت به آنچه به منظومه شمسی آورده است، به فضای بین‌ستاره‌ای بازگردد، ادامه خواهد یافت و JWST قرار است به شدت در کشف این راز نقش داشته باشد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope takes 1st look at interstellar comet 3I/ATLAS with unexpected results

https://www.space.com/astronomy/james-webb-space-telescope-takes-1st-look-at-interstellar-comet-3i-atlas-with-unexpected-results