شیء میان‌ستاره‌ای ۳I/ATLAS بار دیگر تغییر رنگ داد و نشانه‌هایی از شتاب غیرگرانشی نشان می‌دهد

پشت خورشید، این دنباله‌دار به نظر می‌رسد نشانه‌هایی از شتابی فراتر از آنچه گرانش پیش‌بینی می‌کند، بروز دهد. و به دلایلی که هنوز روشن نیست، به نظر می‌رسد رنگش تغییر کرده باشد.

تیمی از ستاره‌شناسان که شیء میان‌ستاره‌ای ۳I/ATLAS را زیر نظر دارند، چیزی کمی شگفت‌انگیز کشف کرده‌اند. سومین مهمان تأییدشده میان‌ستاره‌ای ما به نظر می‌رسد برای بار دوم تغییر رنگ داده باشد. در همین حال، تیم دیگری متوجه شده که این دنباله‌دار با نزدیک شدن به پری‌هلیون، نشانه‌هایی از شتاب غیرگرانشی از خود نشان می‌دهد.

برای کسانی که داستان سومین مهمان میان‌ستاره‌ای ما را دنبال نکرده‌اند، در اول ژوئیه، ستاره‌شناسان سیستم هشدار زودهنگام برخورد زمینی سیارک‌ها (ATLAS) جسمی را مشاهده کردند که با سرعتی فرارکننده در منظومه شمسی ما در حال عبور بود. با توجه به سرعت و خروج از دایره بودن آن بین ۶.۱ و ۶.۲، تأیید شد که این یک شیء میان‌ستاره‌ای است؛ سومی بعد از ۱I/عوموآموا و ۲I/بوریسوف.

ستاره‌شناسان این شیء را که حالا به عنوان یک دنباله‌دار شناخته شده به دلیل رفتار خروج گاز متمایزش، با دقت زیر نظر داشته‌اند. آن‌ها تعدادی ویژگی غیرعادی در این شیء یافته‌اند که ممکن است کپسول زمانی ۱۰ میلیارد ساله‌ای از دوران اولیه کیهان باشد. مطالعه آن می‌تواند محیط عجیبی را که در آن رشد کرده آشکار کند، هرچند ستاره‌شناسان هنوز در تلاشند تا دقیقاً بفهمند از کدام بخش کهکشان آمده است.

متأسفانه، در حالی که این شیء به پری‌هلیون نزدیک می‌شد – یعنی نزدیک‌ترین نقطه مسیرش به خورشید – از دیدگاه زمین، پشت ستاره میزبان ما قرار داشت. ستاره‌شناس دانشگاه هاروارد، آوی لوب، درباره این واقعیت جنجال زیادی به پا کرده و پیشنهاد داده که شاید یک فضاپیمای بیگانه که در حال مشاهده منظومه شمسی ما یا نابود کردن زمین است، در پری‌هلیون از دید ما پنهان شود تا مانور خود را مخفی کند و به سمت زمین هدایت شود.

این فرضیه‌ای است که تقریباً همه ستاره‌شناسان، از جمله متخصصان جستجوی هوش فرازمینی (SETI) و ناسا، با توجه به رفتار دنباله‌داری آن، رد می‌کنند. با این حال، با نزدیک شدن دنباله‌دار به خورشید، این لحظه کلیدی برای آزمایش این فرضیه بسیار بعید بود (بیگانگان بارها به عنوان توضیحی برای رازهای کیهان پیشنهاد شده‌اند و تا کنون، هیچ‌کدام پیدا نشده است).

پس، با نزدیک شدن شیء به پری‌هلیون، چه چیزی آموخته‌ایم؟ در مطالعه جدیدی که هنوز ارزیابی همتایان نشده، ستاره‌شناسان گزارش می‌دهند که به نظر می‌رسد این دنباله‌دار (برای بار دوم) تغییر رنگ داده باشد. با استفاده از رصدخانه روابط زمین-خورشیدی (STEREO)، رصدخانه خورشیدی و هلیوسفری (SOHO) و ماهواره هواشناسی GOES-19، تیم توانست ۳I/ATLAS را در حالی که در ۲۹ اکتبر به پری‌هلیون نزدیک می‌شد، مشاهده کند.

تیم دریافت که این شیء به طور قابل توجهی درخشنده‌تر شده و به حدود قدر ۹ رسیده، که آن را درخشان‌تر از بسیاری از کهکشان‌های هرشل ۴۰۰ می‌کند و با تلسکوپ کوچک یا جفتی از دوچشمی‌های خوب قابل مشاهده است. آن‌ها اضافه می‌کنند که «فتومتری رنگی نشان می‌دهد دنباله‌دار به طور واضح آبی‌تر از خورشید است». با این حال، هنوز توضیح رضایت‌بختی برای درخشندگی سریع آن وجود ندارد، که بسیار فراتر از نرخ درخشندگی دنباله‌دارهای ابر اورت است که بیشتر دیده می‌شوند.

در همین حال، مشاهدات گزارش‌شده توسط داویده فارنوچیا، مهندس ناوبری در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا، نشان می‌دهد که این دنباله‌دار نشانه‌هایی از «شتاب غیرگرانشی» – یا شتابی که صرفاً ناشی از گرانش نیست – بروز می‌دهد.

«شتاب غیرگرانشی در فاصله پری‌هلیون ۱.۳۶ برابر جدایی زمین-خورشید (که به عنوان واحد نجومی یا au تعریف می‌شود)، معادل ۲۰۳ میلیون کیلومتر، اندازه‌گیری شد»، لوب در پستی وبلاگی توضیح می‌دهد و اضافه می‌کند که آن شتاب شعاعی به دور از خورشید به اندازه ۱۳۵ کیلومتر (=۹×۱۰^{-۷} au) در روز به توان دو و شتاب عرضی نسبت به جهت خورشید به اندازه ۶۰ کیلومتر (=۴×۱۰^{-۷} au) در روز به توان دو را نشان داد.

قبل از اینکه فریاد بزنید «حمله جنگل تاریک» و شروع به ساخت پناهگاهی جهانی حول مشتری کنید، شتاب غیرگرانشی به معنای حرکت مستقل شیء نیست. در واقع، این ممکن است شواهد بیشتری از رفتار دنباله‌داری آن باشد؛ شتابش با نزدیک شدن به خورشید و شروع خروج گاز تغییر کرد و در این فرآیند جرم از دست داد.

«برای سرعت پرتاب حرارتی چند صد متر در ثانیه، نیمه‌عمر تبخیر ۳I/ATLAS شش ماه است»، لوب می‌نویسد. «این به معنای آن است که در طول ماهی که ۳I/ATLAS برای عبور از مقیاسی فضایی به اندازه جدایی پری‌هلیونش از خورشید صرف می‌کند، حدود یک‌دهم جرمش را از دست می‌دهد. چنین از دست رفتن جرمی عظیم باید به صورت plume بزرگی از گاز اطراف ۳I/ATLAS در ماه‌های نوامبر و دسامبر ۲۰۲۵ قابل تشخیص باشد.»

فضاپیمای جويس آژانس فضایی اروپا (ESA) ممکن است بتواند چنین از دست رفتن جرمی را در اوایل نوامبر تشخیص دهد. اما طبق مقاله پیش‌چاپی که از رصدخانه‌های خورشیدی استفاده کرده، خروج گاز قابل توجهی احتمالاً رخ داده و بار دیگر به رفتار دنباله‌داری جالب اما غیرعادی اشاره دارد.

«تحلیل اولیه ما از این داده‌ها نشان می‌دهد که دنباله‌دار احتمالاً از هم‌راستایی بسیار درخشان‌تر از زمانی که وارد شد، خارج خواهد شد، با قدر V ژئوسنتری پیش‌بینی‌شده حدود ۹ در پری‌هلیون، شاید به دلیل انتشار گاز قابل مشاهده و برجسته»، تیم توضیح می‌دهد، هرچند اضافه می‌کنند که چندین راز برای حل وجود دارد (این فقط سومین شیء میان‌ستاره‌ای تأییدشده ماست، بعد از همه).

«دلیل درخشندگی سریع ۳I، که بسیار فراتر از نرخ درخشندگی بیشتر دنباله‌دارهای ابر اورت در r مشابه (C. E. Holt و همکاران ۲۰۲۴) است، نامشخص باقی مانده»، تیم اضافه می‌کند. «ممکن است تصعید H2O آن ранее توسط خنک‌سازی از تصعید CO2 سرکوب شده باشد، که در r حدود ۳ au به طور غیرعادی غالب مانده، شاید مرتبط با نزدیک شدن سریع آن به خورشید در مقایسه با دیگر دنباله‌دارها.»

حالا واقعاً بازی انتظار است تا ببینیم با بازگشت دید ما به آن، چه اتفاقی می‌افتد.

«بدون توضیح فیزیکی تثبیت‌شده، چشم‌انداز رفتار پس از پری‌هلیون ۳I نامطمئن باقی می‌ماند و یک plateau در درخشندگی – یا حتی ادامه کوتاه درخشندگی پیش از پری‌هلیون – به اندازه محو شدن سریع پس از پری‌هلیون محتمل به نظر می‌رسد»، تیم نتیجه‌گیری می‌کند. «مشاهدات مداوم ممکن است به ارائه توضیح قاطع‌تری برای رفتار دنباله‌دار کمک کند.»

این مطالعه در سرور پیش‌چاپ arXiv قرار گرفته است.