فیزیکدانان «پیام در یک بطری» از فضای بینستارهای را باز میکنند
NASA، ESA، D. Jewitt (UCLA)؛ پردازش تصویر: J. DePasquale (STScI)
پژوهشگران دانشگاه آبرن یک امضای فرابنفش متمایز برای آب را در شهابسنگ بینستارهای 3I/ATLAS شناسایی کردهاند.
به مدت میلیونها سال، یک تکهٔ یخ و گرد و غبار میان ستارگان شناور بود—مانند بطریای مهر و موم شده که به اقیانوس کیهانی پرتاب شده باشد. این تابستان، آن بطری سرانجام در سامانهٔ خورشیدی ما بهساحل رسید و با نام 3I/ATLAS شناخته شد؛ تنها سومین شهابسنگ بینستارهای که تاکنون مشاهده شده است.
زمانی که دانشمندان دانشگاه آبرن تلسکوپ ناسا «Neil Gehrels Swift Observatory» را به سمت این جسم هدفگیری کردند، چیزی را کشف کردند که تا پیش از این در چنین بازدیدکنندهای دیده نشده بود: گاز هیدروکسیل (OH)، که نشانگر شیمیایی واضحی برای آب است. تلسکوپ فضایی سوئیفت توانست سیگنال ضعیف فرابنفش را ثبت کند که از سطح زمین قابل رصد نیست، زیرا جو زمین بیشترین نورهای فرابنفش را پیش از رسیدن به سطح جذب میکند.
کشف آب از طریق محصول فرابنفش آن به نام هیدروکسیل، نمایانگر پیشرفت چشمگیری در مطالعه شهابسنگهای بینستارهای است. در شهابسنگهای سامانهٔ خورشیدی، آب بهعنوان شاخص اصلی برای اندازهگیری کلی فعالیت و درک نحوهای که نور خورشید آزادسازی گازهای دیگر را تحریک میکند، به کار میرود. این معیار شیمیایی برای مقایسه ترکیب یخهای فرار داخل هسته شهابسنگها به کار میرود.
یافتن همان شاخص در یک جسم بینستارهای این امکان را برای ستارهشناسان فراهم میکند تا برای اولین بار 3I/ATLAS را با همان چارچوبی که برای شهابسنگهای شناختهشدهٔ سامانهٔ خورشیدی به کار میبرند، ارزیابی کنند؛ این مسیر جدیدی برای مقایسهٔ شیمی سامانههای سیارهای در سرتاسر کهکشان فراهم میآورد.
فعالیت آب در جایی که انتظار نمیرفت
چیزی که 3I/ATLAS را متمایز میکند، موقعیتی است که این فعالیت مرتبط با آب در آن مشاهده شد. سوئیفت هیدروکسیل را زمانی شناسایی کرد که شهابسنگ تقریباً سه برابر فاصله خورشید نسبت به زمین داشت، یعنی بسیار فراتر از ناحیهای که یخ آب بر سطح شهابسنگ به طور معمول مستقیم به گاز تبدیل میشود. این اندازهگیریها نشان میدهند نرخ از دست دادن آب حدود ۴۰ کیلوگرم در ثانیه است، که معادل جریان یک شیلنگ آتش کاملاً باز میباشد.
در چنین فواصل، اکثر شهابسنگهای سامانهٔ خورشیدی فعالیت کمی یا هیچ فعالیتی نشان نمیدهند. سیگنال قوی فرابنفش نشان میدهد که ممکن است فرایند دیگری مسئول باشد، مانند گرم شدن نور خورشید بر دانههای کوچک یخی که از هسته آزاد شدهاند، تا آنها تبخیر شوند و ابر گازی اطراف را تغذیه کنند. منابع گستردهٔ مشابه آب تنها در چند شهابسنگ دوردست شناسایی شدهاند و فکر میشود اینها ساختارهای لایهای یخ باشند که اطلاعاتی دربارهٔ چگونگی شکلگیری این اجرام را حفظ میکنند.
تا کنون، هر شهابسنگ بینستارهای شناساییشده نمایهٔ شیمیایی متفاوتی نشان داده است که دامنهٔ وسیعی از محیطهای سیارهای فراتر از خورشید ما را آشکار میسازد. این بازدیدکنندگان به طور مشترک نشان میدهند مواد تشکیلدهنده شهابسنگها، بهویژه یخهای فرار، میتوانند به طور چشمگیری بین سامانههای ستارهای متفاوت باشند. این تفاوتها سرنخهایی دربارهٔ چگونگی تأثیر عوامل همچون دما، تابش و ترکیب بر مواد اولیه سیارات و، بهصورت احتمالی، بر شرایط لازم برای حیات فراهم میآورند.
مشاهدهٔ سیگنالهای فرابنفش از فضا
ضبط این نجواهای نور فرابنفش از 3I/ATLAS بهنفس خود یک موفقیت فنی محسوب میشود. تلسکوپ نسبتا کوچک 30 سانتیمتری ناسا «Neil Gehrels Swift Observatory» در مدار بالای جو زمین قادر است طولموجهای فرابنفش را ببیند که تقریباً به طور کامل پیش از رسیدن به سطح جذب میشوند. بدون تابش آسمان و تداخل هوای زمینی، تلسکوپ فرابنفش/نوری سوئیفت به حساسیتی میرسد که معادل تلسکوپ زمینی 4 متری برای این طولموجهاست. قابلیت هدفگیری سریع آن به تیم آبرن اجازه داد تا شهابسنگ را در عرض چند هفته پس از کشف مشاهده کنند—قبل از این که شهابسنگ بیش از حد کمنور یا نزدیک به خورشید شود تا از فضا قابل مطالعه باشد.
«زمانی که ما آب—یا حتی پژواک ضعیف فرابنفش آن، OH—را از یک شهابسنگ بینستارهای شناسایی میکنیم، پیامی از یک سامانهٔ سیارکی دیگر میخوانیم»، گفت Dennis Bodewits، استاد فیزیک دانشگاه آبرن. «این نشان میدهد که ترکیبات شیمیایی حیات منحصراً به سامانهٔ ما محدود نیستند.»
«هر شهابسنگ بینستارهای تا کنون یک سورپرایز بوده است»، افزود Zexi Xing، پژوهشگر پسادکترا و نویسنده ارشد این مطالعه. «اوموآماوا خشک بود، بوریسوف سرشار از مونوکسید کربن، و اکنون ATLAS در فاصلهای که انتظار نداشتیم، آب رها میکند. هر یک در حال بازنویسی آنچه که ما دربارهٔ شکلگیری سیارات و شهابسنگها پیرامون ستارگان میدانستیم، است.»
شهابسنگ 3I/ATLAS هماکنون از دید پنهان شده است اما پس از اواسط نوامبر دوباره قابل مشاهده خواهد شد و فرصتی دیگر برای پیگیری پیشرفت فعالیت آن در حین نزدیک شدن به خورشید فراهم میآورد. کشف فعلی OH که در The Astrophysical Journal Letters گزارش شده، اولین مدرک واضحی است که نشان میدهد این شهابسنگ در فواصل هلیوسنتریک بزرگ آب رها میکند. این همچنین نشان میدهد که یک تلسکوپ فضایی کوچک، که از جذب جوی زمین آزاد است، میتواند سیگنالهای ضعیف فرابنفش را آشکار سازد که این بازدیدکننده را به خانوادهٔ وسیعتری از شهابسنگها—و به سامانههای سیارهای که از آنها متولد شدهاند—متصل میکند.
منبع: «نرخهای تولید آب شیء بینستارهای 3I/ATLAS» توسط Zexi Xing، Shawn Oset، John Noonan و Dennis Bodewits، 30 سپتامبر 2025، The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ae08ab
هرگز یک پیشرفت را از دست ندهید: در خبرنامه SciTechDaily عضو شوید.
ما را در گوگل و اخبار گوگل دنبال کنید.