Egy csillagközi üstökös mutatja meg, mennyire különleges a Naprendszer

2025-ben jól megfigyelhető csillagközi látogató suhant át a Naprendszeren: a 3I/ATLAS nevű üstökös. Az üstököst jóval a napközelsége előtt fedezték fel, így több hónap állt rendelkezésre ahhoz, hogy a legaktívabb időszakát alaposan megfigyelhessék a szakemberek.

A begyűjtött rengeteg adat elemzése persze még most is zajlik, de már több tudományos kutatási eredmény is napvilágot látott róla. A legújabb ilyen kutatásban az üstökös vizének összetételét vizsgálták és jutottak belőle izgalmas következtetésekre. Az eredményeket az NRAO (Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium) ismertette.

A vízmolekulát egy oxigén és két hidrogén alkotja, ez a H₂O. Tudjuk azonban, hogy a hidrogénnek vannak nehéz izotópjai is, mint a deutérium vagy a trícium – ez utóbbi azonban igen ritka, radioaktív, így instabil. A deutérium azonban viszonylag „gyakori”: kb. 6400 normál hidrogénatomra jut egy deutérium. Ez aztán a vízmolekulák közt is megjelenik, általában úgy, hogy az oxigén mellett egy normál hidrogén és egy deutérium található, ez a félnehéz víz, HDO. A tiszta deutériumból és oxigénből álló a nehézvíz, a D₂O a radioaktív láncreakcióhoz nyújtott segítséget neutronlassító szerepével. A hidrogén helyett tríciumot tartalmazó, instabil vízmolekula a szupernehéz víz.

A kutatók mérései azt mutatták, hogy a 3I/ATLAS 30-szor annyi félnehéz vizet tartalmaz, mint Naprendszer üstökösei, és több mint 40-szer annyit, mint a földi óceánok. Ez az eredmény azt jelenti, hogy a csillagközi üstökös olyan bolygórendszer szülötte lehetett, amely sokkal hidegebb volt a Naprendszernél.

A felfedezéshez elvezető vizsgálatokat alig hat nappal az üstökös napközelsége után végezték az ALMA (Atacamai Nagyméretű Milliméteres/Szubmilliméteres Hálózat) rádióteleszkópjával. Míg a legtöbb teleszkóppal nem lehet a Nap irányába fordulva vizsgálódni, a rádióteleszkóp alkalmas erre, így az üstököst akkor lehetett megmérni, amikor az aktivitása a legnagyobb volt.

Azt, hogy egy égitestben mennyi deutérium lehet, a bolygórendszere születési körülményei, a hőmérséklete és a sugárzási viszonyai határozzák meg. A Naprendszer üstököseiben is van félnehéz víz, ám csak minden tízezredik vízmolekula ilyen. Ezt borzasztó nehéz detektálni, ám az ALMA műszerei kellően részletes képet tudnak alkotni hozzá.

A deutérium arányának ismerete egy csillagközi üstökösben alapvető fontosságú adat, ezek az elemek ugyanis az Ősrobbanásban jöttek létre. Hiába ismerünk meg nagyobb, komplexebb molekulákat egy-egy ilyen égitestből, mégis csak ez az arány a legbeszédesebb. A vízben a deutérium arányát növelő kémiai folyamatok 30 Kelvin-foknál (ez kb. -243 Celsius-fok) hidegebb körülményeket igényelnek.

Mivel a 3I/ATLAS-ban a deutérium aránya nagyobb lett az Ősrobbanásban, az Univerzum létezésének első perceiben kialakult arányhoz képest, ezért joggal feltételezhető, hogy igen hidegben, különös körülmények közepette született ez az üstökös. Minden csillagközi üstökös más információt hoz magával a születési helyéről – ezeket pedig összehasonlíthatjuk a Naprendszer adataival.

A Nap nagy valószínűséggel egy csillagcsoportban jött létre, a közelben szupernóvákból származó anyagokkal dúsított régióban. A 3I/ATLAS rendszerének csillaga magányos lehetett, így hidegebb, kisebb sugárzást elszenvedő környezetben jöhetett létre az üstökös. Az is lehetséges, hogy a csillagától nagyon távol született – a távoli égitestek pedig könnyebben kilökődnek egy bolygórendszerből.

Akármelyik is az igazság, az eltérés a mi otthonunktól jelentős. Mindhárom eddig megismert csillagközi üstökös más volt (bár a 2I/Borisov kissé jobban hasonlított a Naprendszer üstököseire). A jövőben a Vera Rubin Obszervatórium várhatóan számos csillagközi üstököst fedezhet majd fel – így még jobban megérthetjük azok eredetét, és még inkább képesek leszünk elhelyezni Naprendszerünket a galaxis palettáján.