برخلاف دنبالهدارهایی که در منظومه شمسی ما به دور خورشید میچرخند و در همین منظومه شکل گرفتهاند، این بازدیدکنندگان نادر از منظومههای ستارهای دیگر میآیند و میلیونها یا حتی میلیاردها سال در فضای میانستارهای سفر میکنند. وقتی این دنبالهدارها از منظومه شمسی ما عبور میکنند، مسیرشان بهجای بیضوی، هذلولی است. این یعنی آنها بهجای اینکه در دام گرانش خورشید گرفتار شوند، فقط از کنار ما عبور میکنند. معروفترین نمونه این دنبالهدارها، 2I/Borisov است که در سال ۲۰۱۹ کشف شد و بهعنوان اولین دنبالهدار میانستارهای تأییدشده شناخته شد.
تاکنون، هیچگاه وجود آب در یک دنبالهدار میانستارهای شناسایی نشده بود، اما تیمی از دانشگاه آبرن این موفقیت را بهدست آورد. در دنبالهدارهای بومی منظومه شمسی، آب معیار اصلی برای سنجش فعالیت دنبالهدار است. میزان ازدسترفتن آب ردیابی میشود تا مشخص شود نور خورشید چگونه باعث آزاد شدن گازهای فرّار دیگر از هسته یخی دنبالهدار میشود. یافتن همین نشانه شیمیایی در یک بازدیدکننده میانستارهای به ستارهشناسان این امکان را میدهد که برای اولین بار، دنبالهدار 3I/ATLAS را مستقیماً با دنبالهدارهای منظومه شمسی مقایسه کنند و فرصتی بینظیر برای بررسی شیمی منظومههای سیارهای در سراسر کهکشان فراهم کنند.
آنچه این کشف را بهویژه جذاب میکند، فاصلهای است که در آن رخ داده است. رصدهای رصدخانه سوئیفت نشان داد که 3I/ATLAS در فاصلهای تقریباً سه برابر دورتر از فاصله زمین تا خورشید، انتشار هیدروکسیل را نشان میدهد. این فاصله بسیار فراتر از منطقهای است که در آن یخ سطحی معمولاً بهراحتی به گاز تبدیل میشود. در این فاصله، دنبالهدار با سرعت حدود ۴۰ کیلوگرم در ثانیه آب از دست میداد؛ این مقدار شبیه خروجی یک شلنگ آتشنشانی است! بیشتر دنبالهدارهای منظومه شمسی در چنین فاصلهای غیرفعال باقی میمانند، و این نشان میدهد که چیزی غیرعادی در مورد ATLAS در جریان است.
تصویری از دنبالهدار میانستارهای 3I/ATLAS که توسط طیفنگار چندشئی جمنای (GMOS) در تلسکوپ جمنای جنوبی در سرو پاچون، شیلی ثبت شده است (اعتبار: رصدخانه بینالمللی جمنای/NOIRLab/NSF/AURA).
سیگنال قوی فرابنفش که تیم تحقیقاتی شناسایی کرد، به فرایندی پیچیده اشاره دارد. نور خورشید دانههای یخی کوچک آزادشده از هسته دنبالهدار را گرم میکند و باعث میشود آنها تبخیر شوند و به ابر گازی اطراف کمک کنند. این منابع آبی گسترده تنها در تعداد محدودی از دنبالهدارهای دوردست مشاهده شدهاند و به یخهای لایهای اشاره دارند که سرنخهایی درباره چگونگی شکلگیری این اشیاء در منظومه ستارهای اصلیشان حفظ میکنند.
هر دنبالهدار میانستارهای که تاکنون کشف شده، شیمی کاملاً متفاوتی را نشان داده است. ‘اوموآموآ، اولین بازدیدکننده میانستارهای که در سال ۲۰۱۷ شناسایی شد، بهطور قابلتوجهی خشک بهنظر میرسید و هیچ محتوای آبی قابلتوجهی نداشت. دومین دنبالهدار، 2I/Borisov، سرشار از مونوکسید کربن بود. حالا 3I/ATLAS در فواصلی غیرمنتظره آب آزاد میکند. این تفاوتها نشان میدهند که بلوکهای سازنده منظومههای سیارهای تا چه حد میتوانند متنوع باشند؛ عواملی مانند دما، قرار گرفتن در معرض تابش، و ترکیبات محلی در زمان تشکیل، این تنوع را رقم میزنند.
برای این کشف، تیم از رصدخانه سوئیفت ناسا استفاده کرد که تلسکوپی با قطر ۳۰ سانتیمتر دارد. اما موقعیت این رصدخانه در بالای جو زمین به آن امکان میدهد طولموجهای فرابنفش را که تقریباً بهطور کامل توسط جو زمین جذب میشوند، شناسایی کند. بدون دخالت جو، سوئیفت حساسیتی مشابه یک تلسکوپ زمینی چهارمتری در این طولموجها دارد. خوشبختانه، تیم دادهها را پیش از آنکه 3I/ATLAS از دید خارج شود، ثبت کرد. این دنبالهدار پس از اواسط نوامبر دوباره قابلرؤیت خواهد شد و فرصتی دیگر برای ردیابی چگونگی تکامل فعالیت آن با نزدیکتر شدن به خورشید فراهم میکند.
کُمِتهای میانستارهای: پنجرهای به سوی کیهان
کشف آب در 3I/ATLAS نهتنها دستاوردی علمی است، بلکه دریچهای به سوی درک بهتر منشأ و تنوع منظومههای سیارهای در کهکشان باز میکند. دنبالهدارهای میانستارهای، بهعنوان پیامرسانانی از ستارههای دوردست، اطلاعات ارزشمندی درباره شرایط اولیهای که سیارات و ستارهها را شکل دادهاند، ارائه میدهند. تفاوتهای شیمیایی میان ‘اوموآموآ، 2I/Borisov و 3I/ATLAS نشاندهنده پیچیدگی و تنوع فرایندهای تشکیل سیاره در نقاط مختلف کهکشان است.
این کشف همچنین بر اهمیت ابزارهای رصدی پیشرفته مانند رصدخانه سوئیفت تأکید میکند. توانایی این تلسکوپ در ثبت دادهها در طولموجهای فرابنفش، که از زمین قابلدسترسی نیستند، امکان تحلیل دقیقتر این اشیاء کیهانی را فراهم کرده است. درحالیکه دنبالهدارهای منظومه شمسی ما سالهاست که مورد مطالعه قرار گرفتهاند، ورود این مهمانان میانستارهای دیدگاه جدیدی به ما میدهد. آنها نهتنها داستان سفر خود از دوردستهای کیهان را روایت میکنند، بلکه به ما کمک میکنند تا منظومه شمسی خودمان را بهتر درک کنیم.
چشمانداز آینده
با بازگشت 3I/ATLAS به میدان دید در اواسط نوامبر، ستارهشناسان فرصت دیگری برای مطالعه این دنبالهدار خواهند داشت. رصدهای آینده میتوانند اطلاعات بیشتری درباره نحوه تغییر فعالیت آن با نزدیکتر شدن به خورشید ارائه دهند. این دادهها به دانشمندان کمک میکند تا مدلهای دقیقتری از رفتار دنبالهدارهای میانستارهای بسازند و تفاوتهای آنها با دنبالهدارهای منظومه شمسی را بهتر درک کنند.
علاوه بر این، هر کشف جدید درباره دنبالهدارهای میانستارهای ما را یک قدم به درک منشأ حیات و چگونگی شکلگیری سیارات نزدیکتر میکند. آب، بهعنوان یکی از عناصر کلیدی حیات، نقش مهمی در این مطالعات دارد. یافتن آب در 3I/ATLAS نشان میدهد که این مولکول حیاتی ممکن است در سراسر کهکشان رایج باشد، حتی در منظومههایی که شرایط کاملاً متفاوتی با منظومه شمسی ما دارند.
نتیجهگیری
دنبالهدارهای میانستارهای مانند 3I/ATLAS مانند پیامهایی از ستارههای دوردست هستند که در بطریهای یخی کیهانی به ما میرسند. کشف آب در این دنبالهدار، دریچهای به سوی درک بهتر شیمی کیهانی و تنوع منظومههای سیارهای گشوده است. با ابزارهای پیشرفتهای مانند رصدخانه سوئیفت و تلاشهای تیمهای علمی، ما در آستانه کشف رازهای بیشتری درباره این بازدیدکنندگان نادر هستیم. هر دنبالهدار میانستارهای که کشف میکنیم، نهتنها داستان منحصربهفرد خود را روایت میکند، بلکه به ما کمک میکند تا جایگاه خود را در این کیهان پهناور بهتر درک کنیم.
