من نظارهگر این شدم که دانشمندان شهابسنگ بینستارهای 3I/ATLAS را که از منظومه خورشیدی میرفت، بهصورت زمان واقعی پیگیری میکردند: «این علمی در زمان طلایی تلویزیون است»
«این تصاویر فقط زیبا نیستند.»
ساعت ۴ صبح روز ۲۵ نوامبر، در بالای آتشفشانی خفته در ماوناکئا در هاوایی، فرآیند مشاهدهٔ شهابنشان کمتر از زمان انتظار طول کشید.
در صفحهٔ اصلی، شهابسنگ بینستارهای 3I/ATLAS بهصورت یک دانهٔ کوچک و مبهم که در میان یک زمینهٔ پرستاره شناور بود، نمایش داده شد. در صفحهٔ دیگری، نور آن بهصورت یک بارکد رنگینکمانی کشیده شده بود؛ برخی خطوط روشنتر، برخی کمرنگتر، که هر یک نشانگر گازی متفاوتی است که از هستهٔ جسم تبخیر میشود.
«این علمی است که هماکنون در زمان واقعی اتفاق میافتد»، گفت براییس بولین، پژوهشگر ارشد مطالعهای دربارهٔ شهابنشان بینستارهای، در حالی که به مخاطبان جهانی که به جلسهٔ آنلاین نگاه میکردند، خوشامد گفت. این جلسه توسط Shadow the Scientists میزبانی شد، سازمانی که بهصورت مستقیم متخصصان و غیرمتخصصان را از طریق سمینارهای مجازی مانند این جلسهٔ اخیر بههم وصل میکند، و توسط تلسکوپ Gemini North، نیمی از رصدخانهٔ بینالمللی Gemini، پشتیبانی شد.
اگر میخواهید شهابنشان را از طریق تلسکوپ ببینید، شاید بخواهید به این Celestron Astro Fi 130 mm که در فهرست ما برای بهترین تلسکوپها برای مشاهدهٔ شهابنشانها قرار گرفت، توجه کنید.
چیزی که در واقعیت روی صفحهٔ اتاق کنترل میدیدیم، فقط یک شهابنشان نبود؛ یک کپسول زمان بود: تکهای از یخ و سنگ که ممکن است قدمتی بیش از خورشید داشته باشد، که پس از عبور تصادفی در سفر کیهانیاش، از سیستم خورشیدی ما خارج شد. حتی توانست بهصورت نزدیک از کنار ستارهٔ ما، کرهٔ درخشان که بیشتر زمان خود را از دور نظاره میکرد، عبور کند.
و این اولین ملاقات رصدخانهٔ بینالمللی Gemini با 3I/ATLAS نبود.
در ماه اوت گذشته، در حالی که شهابنشان هنوز بهسوی خورشید میرفت، تلسکوپ Gemini South در شیلی، نیم دیگر رصدخانهٔ بینالمللی، ضبط طیفها و تصاویر پیش از پریهلیون را انجام داد، همانطور که دم آن «روشن شد» و شروع به رشد کرد. این دادهها شیءای شفاف شبیه شهابنشان را نشان دادند، با کمد روشن و جتهای گازی که عمدتاً حاوی دیاکسید کربن و سیانوجن بودند — تضادی با رفتار غنی از آب که در اکثر شهابنشانهای منظومه شمسی مشاهده میشود.
تا اواخر اکتبر، 3I/ATLAS از پریهلیون، یا نزدیکترین نقطه به خورشید منظومه شمسی، عبور کرد، با سرعت تقریباً ۱۳۰ ٬۰۰۰ مایل در ساعت (حدود ۲09 ٬۰۰۰ کیلومتر در ساعت)، سپس از دید زمین پشت خورشید ناپدید شد. این سفر توسط بسیاری از تلسکوپها و فضاپیماها، از جمله Mars Reconnaissance Orbiter تا حتی مریخنورد Perseverance، ثبت شد.
اما اکنون، در نوامبر، من از لپتاپ خود تماشا کردم که 3I/ATLAS به آسمانهای شمالی صعود میکند همانطور که تلسکوپ Gemini North در هاوایی بهکار میگیرد.
«این اولین مشاهدهٔ ما از Gemini است که پس از ظاهر شدن دوباره پشت خورشید انجام شده»، توضیح داد دانشمند براین لموکس. «ما در حال حاضر تحت مشاهدات فعال هستیم، که دقیقاً هدف Shadow the Scientists است. این یک نمایش نیست؛ ما واقعاً سعی داریم دادهها را تجزیه و تحلیل کنیم و بفهمیم. شهابنشان بسیار پویا است»، او افزود. به عبارت دیگر، روشنایی و ویژگیهای طیفی آن از زمان اجرای Gemini South تغییر کردهاند.
پیش از این که Gemini North حتی به 3I/ATLAS هدف بگیرد، رقص کالیبراسیون را تماشا کردیم.
در صفحه، لموکس یک طیف نشان داد: خطوط عمودی روشن که مربوط به عناصر شناختهشدهای هستند که برای تثبیت مقیاس طول موج به کار میروند تا شهابنشان بینستارهای را با دقت بیشتری ببینیم. «تمام این خطوط عمودی گونههای شیمیایی متفاوتی از منبع شناختهشده هستند که میتوانیم برای کالیبرهکردن مشاهدات استفاده کنیم»، او گفت.
سپس آنها با flat fields ادامه دادند — فریمهای یکنواخت روشن برای تصحیح نقصهای ابزار — و ستارهٔ «شباهت خورشیدی»ای را بهدقت انتخاب کردند. چون شهابنشان عمدتاً نور خورشید را بازتاب میدهد، نیاز بود که این نور را از دادهها جدا کنند تا انتشارهای خود شهابنشان را جداسازی کنند.
«آپتیکهای تلسکوپ ناقصاند. جو از سطح زمین مشکلساز است. ابزارهای ما، با وجود اینکه فوقالعادهاند، کامل نیستند»، لموکس گفت. «ما نمیخواهیم به این مسائل توجه کنیم. هدفمان این است که به ماهیت ذاتی هر منبعی که مشاهده میکنیم برسیم.»
فقط پس از اینکه این اجزا تنظیم شد، به بخش اصلی رفتیم: یک طیفنوار طولانی در تمام کمد، و سپس یک مشاهده با واحد میدانی یکپارچه (IFU) — که در اصل یک مکعب دادهٔ سهبعدی کوچک بود که در هر نقطهای از تصویر کوچک شهابنشان، یک طیف ارائه میداد.
آخرین بار، در Gemini South، ترکیب این دادهها یک شگفتی به ارمغان آورد. «ما این ناپند بزرگ از گاز سیانوجن، را مشاهده کردیم»، بولین بهخاطر آورد، «و این ناپند بهصورت گستردهای از شهابنشان گسترش یافت».
حالا، پس از پریهلیون، تیم بهدنبال این بود که این ساختار چگونه تغییر کرده است، چگونه پیر شدن کمد پس از نزدیکترین نقطه میتواند در شیمی و شکل آن نمایان شود.
سن 3I/ATLAS چقدر است؟
در یک لحظهٔ خلوت بین افکبرداشتها، کسی در گفتوگوی وبینار سؤال سادهای پرسید: این شهابنشان چقدر زمان میبرد تا یک دور در کهکشان بگردد؟
«دورهٔ مدار کهکشانی 3I/ATLAS حدود ۲۵۰ میلیون سال است»، بولین پاسخ داد. (این تقریباً زمانی است که خورشید برای یک دور کامل در راه شیری میگیرد.) «احتمالاً این اولین باری که این مسیر را میپیماید نیست»، او افزود. در ستارهشناسی برونکهکشانی، او با شوخی گفت، ۱۰۰ میلیون سال برای متخصصان «لحظهای» محسوب میشود.
این پاسخ کوتاه سرفصل داستان عمیقتری دربارهٔ سن 3I/ATLAS فراهم میکند.
دو گروه از پژوهشگران این مسأله را با رویکردی مشابه ستارگان مورد بررسی قرار دادند: سرعت آن را با رابطهٔ شناختهشدهٔ سن‑سرعت تصادفی در کهکشان مقایسه کردند.
مطالعهای توسط دانشمندان آستر تیلر از دانشگاه میشیگان و داریل سلگمن از دانشگاه ایالتی میشیگان، «سن حرکتی» را از سرعت بیشازحد ۳I/ATLAS که حدود ۳۶ مایل بر ثانیه (۵۸ کیلومتر بر ثانیه) نسبت به خورشید است، محاسبه کردند. نتیجهٔ آنها نشان داد که شهابنشان بینستارهای احتمالاً بین ۳ تا ۱۱ میلیارد سال سن دارد، به این فرض که اشیای بینستارهای و ستارگان همان رابطهٔ سن‑سرعت را دنبال میکنند.
مطالعهای متفاوت توسط دانشمند متیو هاپکینز از دانشگاه آکسفورد و همکاران، مدلی را بهکار گرفت که بر دیسک ضخیم راه شیری — جمعیتی از ستارگان قدیمی و دینامیکی «داغ» — متمرکز بود تا سن محتمل شهابنشان بینستارهای را بین حدود ۷٫۶ تا ۱۴ میلیارد سال برآورد کند.
هر دو خط سیر شواهد بهیک جهت اشاره میکنند: 3I/ATLAS تقریباً قطعاً پیرتر از خورشید ۴٫۶ بیلیون ساله ما است، و ممکن است در میان قدیمیترین شهابنشانهایی باشد که تاکنون مشاهده کردهایم.
در کارگاه ما، بولین بعدها شبیهسازیای از مدار 3I/ATLAS در اطراف کهکشان نشان داد — نه یک بیضی منظم، بلکه یک مسیر حلقهای‑مارپیچی که توسط برخورد با ابرهای گازی، بازوی مارپیچی و مادهٔ تاریک منحرف شده است.
«این دیگر بیضیهای ساده نیستند»، او گفت.
یک سیارک حول خورشید یک مدار بیضی بسته دارد؛ اما یک شهابنشان بینستارهای در راه شیری اینگونه نیست. همانطور که بولین گفت، «تکههای بسیار ناهمگون ماده» بهطور مداوم بر این شهابنشان تأثیر میگذارند، بهگونهای که به سختی میتوان ردیابی 3I/ATLAS را به ستارهٔ مادر خاصی بازگرداند.
به عبارت دیگر، 3I/ATLAS آنقدر سرگردان شده که نشانی بازگشت خود را از دست داده است.
تصویربرداری از این شهابنشان باستانی
همانطور که آسمان هاوایی به سمت سپیدهدم نزدیک میشد، کارهای طیفی به پایان میرسیدند. تیم Gemini North با چهار فیلتر مختلف به بررسی شهابنشان بینستارهای پرداخت.
شهابنشان در هر تصویر کمی روشنتر یا کمرنگتر شد، همانطور که بخشهای مختلف طیف آن در معرض دید قرار گرفت.
«این تصاویر فقط زیبا نیستند»، بولین تأکید کرد. آنها برای تعیین دقیق موقعیت 3I/ATLAS در آسمان با دقت فوقالعادهای بهکار میروند.
هنگامی که آخرین تصاویر دریافت شد، کارمند Shadow the Scientists جمیكا مارشال به مخاطبان یادآوری کرد که تمام دادهها بلافاصله بهصورت عمومی در دسترس خواهند بود: «هیچ زمان مالکیتی برای دادهها اختصاص داده نشده است… هرکس که علاقهمند باشد میتواند این دادهها را دریافت، پردازش و بهصورت علمی قابل استفاده درآورد، با ابزارهای موجود در رصدخانه Gemini.»
در بیرون از اتاق کنترل، طلوع آفتاب تهدیدی برای کیفیت تصویر ایجاد میکرد. درون اتاق، شهابنشان بر صفحهنمایش همانطور که قبلاً بود: یک لکهٔ مبهم نور با دمکی که به سختی بر پسزمینهٔ روشن شده قابل مشاهده بود.
نهفته در آن فریمها و طیفها، زندگینامهٔ مسافری است که از زمان بسیار پیش از شکلگیری زمین، در فضاهای بینستارهای پیر شده؛ بقایی از گوشهای کمفلزی که بهخوبی در تلسکوپهای ما بهدست آمده است.
بهمدت چند ساعت بر فراز ماوناکئا — و در طول چند ماه در سالهای 2025 تا 2026، در حالی که رصدخانههای جهانی آن را پیگیری میکردند — شهابنشان 3I/ATLAS ما را به چیز شگفتانگیز و نادری هدایت کرد: نگاهی مستقیم به بقایای سامانهٔ سیارهای دیگری (یا چیزی دیگر)، که بهوسیلهٔ میلیاردها سال فرسایش میخورده است.
اما این بقایا از بین نرفتهاند.