Межзвёздная комета 3I/ATLAS принесла в Солнечную систему химический отпечаток места, где образовался её лёд. Астрономы измерили в её метане необычно высокую долю тяжёлого водорода - дейтерия. У дейтерия в ядре есть лишний нейтрон, поэтому он тяжелее обычного водорода. Такой результат говорит о том, что лёд кометы мог сформироваться в очень холодной среде вокруг другой звезды или в облаке, из которого эта звезда возникла.

Наблюдения провела группа Натана Рота из Американского университета и Центра космических полётов имени Годдарда NASA. Учёные использовали космический телескоп "Джеймс Уэбб". Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Метан состоит из одного атома углерода и четырёх атомов водорода. Дейтерий может занять место обычного водорода, и тогда меняется инфракрасный "почерк" молекулы. Астрономы различают две формы метана по этому излучению, хотя сигнал от дейтериевой версии гораздо слабее.

"Уэбб" наблюдал комету 22 и 23 декабря 2025 года, когда она находилась примерно в 2,4 раза дальше от Солнца, чем Земля. Телескоп изучал инфракрасный свет от комы - облака газа вокруг ледяного ядра кометы. Исследователи смоделировали и вычли свет других газов, а затем искали слабые следы тяжёлого метана между гораздо более яркими линиями обычного. В итоге они получили отношение дейтерия к обычному водороду (D/H) в метане около 3,2%.

"Это отношение D/H превышает любое другое значение, измеренное для метана в Солнечной системе", - пишут авторы.

Для сравнения учёные взяли комету 67P/Чурюмова - Герасименко. Это комета семейства Юпитера, которая, вероятно, родом из пояса Койпера. Она важна потому, что это единственная другая комета, в которой обнаружили метан с дейтерием. Тогда измерение потребовало близкого изучения аппаратом "Розетта". "Уэбб" же заметил молекулу издалека у 3I/ATLAS - гостьи, родившейся за пределами нашей Солнечной системы.

Почему лишний нейтрон может рассказать о родине кометы? В очень холодном газе некоторые химические реакции способствуют включению дейтерия в молекулы. При температуре около 10 градусов выше абсолютного нуля реакции, которые разрушали бы такое обогащение, работают слабее. Тогда на межзвёздных пылинках может нарастать лёд, богатый дейтерием, и позже он становится частью кометы.

Новое измерение добавляет и подсказку о времени. Отношение D/H в метане примерно в три раза выше, чем ранее измеренное в воде 3I/ATLAS. Исследователи предполагают, что метан мог сформироваться позже, когда окружающая химия успела сильнее сконцентрировать тяжёлый водород.

Команда считает, что результат согласуется с теорией о происхождении 3I/ATLAS в холодном облаке или в среде вокруг формирующейся звезды, где относительно мало элементов тяжелее гелия и высока бомбардировка космическими лучами. Эти энергичные частицы помогают запускать реакции, обогащающие молекулы дейтерием.

Однако это правдоподобная история, а не однозначно установленное место рождения. Прямых измерений отношения D/H в метане далёких областей звездообразования для сравнения не хватает, а немногие химические модели дают оценки ниже измеренного значения. Так что комета ставит перед моделями трудную задачу: любое описание того, как сложились её ингредиенты, теперь должно объяснить, почему в её метане так много тяжёлого водорода.

Источник: Phys.org