Третий известный межзвёздный объект 3I/ATLAS содержит водяной лёд, смешанный с пылью и тёмными минеральными частицами. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством Сильвии Протопапы из Центра космических полётов NASA имени Годдарда и Southwest Research Institute: результаты наблюдений телескопа Джеймса Уэбба опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
3I/ATLAS обнаружили в июле 2025 года. Это произошло уже после запуска JWST, поэтому у астрономов появилась возможность изучить нового межзвёздного гостя с помощью гораздо более чувствительных инфракрасных наблюдений, чем во время пролёта предыдущего известного объекта — 2I/Борисова в 2019 году.
Необычный спектр водяного льда
Водяной лёд обычно хорошо заметен в инфракрасном диапазоне: он поглощает излучение на длинах волн 1,5, 2,0 и 3,0 мкм. У 3I/ATLAS телескоп уверенно зафиксировал только линию поглощения на 3,0 мкм, тогда как два других сигнала оказались очень слабыми или отсутствовали. Кроме того, в диапазоне 1,15–2,50 мкм спектр объекта имел голубой наклон, что отличало его от наблюдавшихся комет Солнечной системы.
Чтобы объяснить эти особенности, исследователи смоделировали рассеяние света в частицах, где водяной лёд перемешан с пылью. Такая модель лучше совпала с данными JWST. По выводу авторов, лёд в 3I/ATLAS находится не в виде чистых крупных кристаллов, а в микроскопических зёрнах, смешанных с тёмными минералами, включая пироксен, и углеродом.
В таких агрегатах свет быстро сталкивается с пылью, поэтому его путь внутри льда сокращается. Это ослабляет признаки поглощения на 1,5 и 2,0 мкм, тогда как более длинная волна 3,0 мкм проходит глубже. Мелкие частицы также эффективнее рассеивают коротковолновое излучение — этим объясняется голубой оттенок спектра.
Изменения после прохождения перигелия
JWST наблюдал 3I/ATLAS трижды: начиная с расстояния около 3,31 астрономической единицы до перигелия и заканчивая наблюдениями, когда объект находился примерно в 5,65 астрономической единицы после него. На разных этапах спектр менялся. После перигелия в нём появились признаки второй популяции более крупных, микронных агрегатов, богатых льдом.
Тогда же исследователи заметили вблизи 3,1 мкм эффект, известный как отражение Френеля. Он указывает на присутствие кристаллического водяного льда, в котором молекулы выстроены в упорядоченную решётку. Авторы предполагают, что кристаллические слои могли появиться из-за нагрева поверхности Солнцем либо открыться после того, как солнечное излучение удалило внешний пылевой слой.
Спектральные особенности 3I/ATLAS также оказались похожи на характеристики некоторых транснептуновых объектов — ледяных тел за орбитой Нептуна. Ранее считалось, что их поглощение на 3,0 мкм без выраженных сигналов на 1,5 и 2,0 мкм может быть связано со сложными углеводородами или органическими веществами. Новая работа допускает другое объяснение: причиной тоже может быть лёд, смешанный с пылью. Дальнейший анализ данных о 3I/ATLAS должен помочь лучше сравнить материал из другой звёздной системы с остатками формирования нашей.
