«Джеймс Уэбб» обнаружил в комете 3I/ATLAS лёд с примесью пыли

Учёные изучили его с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и обнаружили сходство с ледяными телами за орбитой Нептуна. Это может помочь разобраться, в какой форме вода сохраняется в малых телах разных планетных систем.

Международная группа под руководством специалистов Юго-Западного исследовательского института США наблюдала комету спектрографом ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec. Исследование опубликовали 26 октября 2026 года в журнале The Astrophysical Journal Letters. 3I/ATLAS стала третьим подтверждённым межзвёздным объектом: она сформировалась за пределами Солнечной системы и временно оказалась рядом с Солнцем.

Телескоп наблюдал комету 6 августа и 22 декабря 2025 года, а затем 1 апреля 2026 года. Первое наблюдение прошло до перигелия — ближайшей к Солнцу точки траектории, которой 3I/ATLAS достигла 29 октября 2025 года. Во время трёх серий наблюдений расстояние до Солнца составляло соответственно 3,3, 2,4 и 5,7 астрономической единицы.

Почему спектр льда оказался необычным

При нагревании лёд на комете испаряется, а выходящий газ увлекает пыль и ледяные частицы. Они образуют кому — облако вокруг ядра. Учёные исследовали отражённый частицами свет и обнаружили выраженную полосу поглощения около 3 мкм, характерную для водяного льда. Спектр также показал линии водяного пара, углекислого и угарного газов.

Необычным оказалось отсутствие двух других отчётливых признаков льда. Полосы около 1,5 и 2 мкм были очень слабыми либо практически не просматривались, хотя у богатых водяным льдом комет Солнечной системы обычно заметны все три. Чтобы объяснить разницу, исследователи сравнили наблюдения с моделями частиц разного размера и состава.

Лучше всего наблюдениям соответствовали скопления частиц размером от долей микрона до одного микрона, в которых водяной лёд смешан с тугоплавким веществом, в частности силикатной пылью. Из-за малого размера частиц и примеси пыли свет проходит внутри льда меньший путь. Поэтому полосы около 1,5 и 2 мкм ослабевают, а признак около 3 мкм сохраняется. По моделям, в ледяных частицах 3I/ATLAS больше тугоплавкого вещества, чем в агрегатах, ранее обнаруженных в комах некоторых комет Солнечной системы.

Сходство льда 3I/ATLAS с телами за орбитой Нептуна

Исследователи сопоставили форму полосы около 3 мкм со спектрами транснептуновых объектов — ледяных тел за орбитой Нептуна. Сходство нашлось сразу с несколькими их классами из обзора DiSCo. Среди них есть объекты, у которых полосы около 1,5 и 2 мкм сами по себе не позволяют уверенно определить присутствие водяного льда.

Авторы предполагают, что на некоторых транснептуновых объектах вода тоже может находиться в мелких частицах, смешанных с тугоплавкой пылью. Тогда слабые полосы на коротких длинах волн ещё не означают, что льда нет. Но похожая форма спектра не доказывает одинаковый состав кометы и этих тел: поверхности объектов за Нептуном могли измениться под действием излучения, столкновений и нагрева.

После прохождения перигелия спектр 3I/ATLAS тоже изменился. Апрельские данные лучше соответствуют модели, в которой появилась дополнительная группа частиц размером около микрона, более богатых льдом. Кроме того, учёные заметили слабую особенность около 3,1 мкм, похожую на отражение света кристаллическим водяным льдом. Наблюдения не позволяют установить, изменилось ли состояние льда, размер и состав частиц или комета начала выбрасывать вещество из более глубоких слоёв.

Возможное сходство ледяного материала в разных планетных системах пока изучили только на одном межзвёздном объекте. Исследователи планируют продолжить наблюдения за кометами Солнечной системы и новыми межзвёздными объектами с помощью «Джеймса Уэбба». Сравнение их спектров поможет проверить, насколько распространены частицы льда с такими свойствами.