Timp de nenumărate ere, o mică bucată de gheață și praf a călătorit singură prin spațiul interstelar, ca o sticlă sigilată care plutește pe o vastă mare cosmică. În această vară, acest călător a intrat în sistemul nostru solar și a primit numele 3I/ATLAS, devenind a treia cometă interstelară confirmată observată vreodată. Când cercetătorii de la Universitatea Auburn au îndreptat Observatorul Neil Gehrels Swift al NASA spre obiect, au descoperit ceva extraordinar: prima detectare a gazului hidroxil (OH) provenind de la acesta, un semn chimic clar al apei. Swift a fost capabil să detecteze o slabă strălucire ultravioletă pe care telescoapele terestre nu o pot vedea, deoarece operează deasupra atmosferei Pământului, unde acest tip de lumină nu este blocat înainte de a ajunge la suprafață.
Identificarea apei prin produsul său ultraviolet, hidroxilul, marchează un pas important în înțelegerea modului în care cometele interstelare se comportă și se schimbă în timp. În cometele care s-au format în interiorul propriului nostru sistem solar, apa servește drept principala măsură a activității. Oamenii de știință o folosesc pentru a determina modul în care lumina soarelui declanșează eliberarea altor gaze și pentru a compara amestecul de materiale înghețate din interiorul nucleului unei comete. Detectarea aceleiași semnături de apă în 3I/ATLAS înseamnă că astronomii o pot evalua acum folosind aceleași standarde aplicate cometelor familiare din sistemul solar. Această comparație deschide calea studierii modului în care sistemele planetare din întreaga galaxie pot diferi sau pot semăna cu ale noastre.
Ceea ce face 3I/ATLAS deosebit de intrigantă este distanța la care a fost observată această activitate a apei. Swift a detectat hidroxilul când cometa se afla la aproape de trei ori mai departe de Soare decât Pământul, cu mult dincolo de regiunea în care gheața de la suprafață s-ar transforma în mod normal direct în vapori. Chiar și la acea distanță, cometa pierdea apă cu o rată de aproximativ 40 de kilograme pe secundă, comparabilă cu apa care țâșnește dintr-un furtun de incendiu complet deschis. Majoritatea cometelor native din sistemul nostru solar rămân relativ inactive atât de departe. Semnalul ultraviolet puternic sugerează că pot fi implicate procese suplimentare. O posibilitate este ca lumina soarelui să încălzească particule mici de gheață care s-au desprins de nucleu. Pe măsură ce aceste granule se încălzesc, ele ar putea elibera vapori și ar putea alimenta norul de gaz din jur. Doar un număr mic de comete îndepărtate au prezentat acest tip de sursă extinsă de apă și indică existența unor ghețuri stratificate care pot păstra informații despre modul și locul în care s-a format inițial obiectul.
Fiecare cometă interstelară descoperită până acum a dezvăluit ceva diferit despre chimia din alte sisteme planetare. Împreună, acești vizitatori arată că ingredientele care construiesc cometele, în special ghețurile volatile, pot varia foarte mult de la un sistem stelar la altul. Aceste diferențe oferă o perspectivă asupra modului în care temperatura, radiația și compoziția chimică modelează materialele care în cele din urmă formează planete și, eventual, creează condiții potrivite pentru viață.
Detectarea acelui semnal ultraviolet slab a fost, de asemenea, o realizare tehnică. Observatorul Neil Gehrels Swift al NASA transportă un telescop relativ mic de 30 de centimetri, dar din poziția sa de pe orbită poate observa lungimi de undă ultraviolete care sunt absorbite în mare parte de atmosfera Pământului. Fără interferențe din partea aerului și a luminozității cerului, telescopul Ultraviolet/Optical al lui Swift poate atinge o sensibilitate comparabilă cu cea a unui telescop terestru de 4 metri la acele lungimi de undă. Capacitatea sa de a răspunde rapid a permis echipei Auburn să observe 3I/ATLAS la câteva săptămâni de la descoperirea sa, înainte de a deveni prea slab sau de a se apropia prea mult de Soare pentru o observare sigură din spațiu.
"Când detectăm apă - sau chiar ecoul său ultraviolet slab, OH - de la o cometă interstelară, citim o notă dintr-un alt sistem planetar", a declarat Dennis Bodewits, profesor de fizică la Auburn. "Ne spune că ingredientele pentru chimia vieții nu sunt unice pentru noi."
"Fiecare cometă interstelară de până acum a fost o surpriză", a adăugat Zexi Xing, cercetător postdoctoral și autor principal al studiului. "'Oumuamua a fost uscată, Borisov a fost bogată în monoxid de carbon, iar acum ATLAS eliberează apă la o distanță la care nu ne așteptam. Fiecare rescrie ceea ce credeam că știm despre modul în care se formează planetele și cometele în jurul stelelor."
3I/ATLAS s-a diminuat de atunci și nu este vizibilă în prezent, dar se așteaptă să devină din nou observabilă după mijlocul lunii noiembrie. Această revenire le va oferi oamenilor de știință o altă oportunitate de a monitoriza modul în care se schimbă activitatea sa pe măsură ce se apropie de Soare. Detectarea hidroxilului, detaliată în The Astrophysical Journal Letters, oferă prima dovadă solidă că această cometă interstelară eliberează apă departe de Soare. De asemenea, evidențiază modul în care chiar și un telescop spațial modest, care operează deasupra atmosferei Pământului, poate capta semnale ultraviolete slabe care conectează acest vizitator rar cu familia mai largă de comete și cu sistemele planetare îndepărtate în care se nasc astfel de obiecte.