Najdziwniejszy ogon w Układzie Słonecznym? Hubble obserwuje 3I/ATLAS

Kosmiczny Teleskop Hubble’a ponownie skierował swoje soczewki na coś wyjątkowego. W zeszłym tygodniu skupił się na międzygwiezdnym gościu oznacznym jako 3I/ATLAS, który znalazł się w wyjątkowej, rzadko spotykanej pozycji. To właśnie ta unikalna konfiguracja pozwoliła na przeprowadzenie obserwacji, które mogą znacząco poszerzyć naszą wiedzę o obiektach przybywających z głębin kosmosu.
...
fot. NASA, ESA, STScI, D. Jewitt (UCLA)

Kluczowym momentem był 22 stycznia, gdy obiekt niemal idealnie ustawił się w linii pomiędzy Słońcem a Ziemią. Astronomowie porównują to zjawisko do fazy pełni Księżyca – zdarza się niezwykle rzadko, ale gdy już nastąpi, odsłania szczegóły zwykle pozostające w ukryciu. Dzięki temu wyrównaniu, przy kącie niedopasowania wynoszącym zaledwie 0,012 radiana, jasność 3I/ATLAS gwałtownie wzrosła, a otaczająca go poświata rozciągnęła się na odległość około 100 000 kilometrów w kierunku naszej gwiazdy. To dystans odpowiadający dziesięciokrotnej średnicy Ziemi. Sześć ekspozycji wykonanych w krótkim przedziale czasowym ujawniło struktury, które wprawiły środowisko naukowe w niemałe zdumienie.

Cztery wyraźne strumienie materii. I tajemniczy anty-ogon skierowany ku Słońcu

Po analizie obrazów z Hubble’a w opisie obserwacji pojawił się zaskakujący obraz: cztery odrębne strumienie materii oraz szczególnie zagadkowa struktura określana jako anty-ogon – pozornie skierowana niemal w stronę Słońca, a więc pod prąd tego, czego intuicyjnie oczekujemy po komecie.

Brzmi to jak sprzeczność z podstawową regułą kometarną (ogony zwykle uciekają od Słońca pod wpływem wiatru słonecznego i ciśnienia promieniowania), ale w praktyce anty-ogony to znane w astronomii zjawisko obserwacyjne. Najczęściej nie oznacza ono, że materia naprawdę leci ku Słońcu – tylko że geometria sprawia, iż patrzymy niemal wzdłuż płaszczyzny pyłowego ogona albo przecinamy płaszczyznę orbity komety. Wtedy część pyłu (zwłaszcza większe ziarna) może ustawić się tak, że na zdjęciu wygląda jak wąska smuga skierowana słonecznie. To często efekt perspektywy, a nie fizyczne odwrócenie kierunku oddziaływań.

Wokół jądra obiektu opisano również układ trzech mniejszych strumieni, rozmieszczonych z uderzającą regularnością co 120 stopni. Jeden z nich ma być wyraźnie słabszy, co da się wytłumaczyć prozaicznie: część struktur bywa po prostu ustawiona nie pod nas (jest odchylona w przestrzeni), więc z Ziemi widzimy ją gorzej.

Co ważne, ten układ nie ma być statyczny. W doniesieniach pojawia się oscylacja z okresem około 7,2 godziny i wychyleniem rzędu 20 stopni względem osi rotacji. Gdyby to się potwierdziło, tłumaczyłoby, dlaczego moment idealnego trafienia z linią Słońce–Ziemia jest tak rzadki: nawet niewielka zmiana orientacji w ciągu kilku godzin potrafi zmienić obraz komy na zdjęciu.

fot. NASA/ESA/STScI

Osiemnaście anomalii i jedno kluczowe pytanie: co właściwie widzimy?

Wokół 3I/ATLAS zidentyfikowano listę anomalii, a natura anty-ogona jest tylko jedną z nich. Opisy podkreślają, że struktura zdaje się utrzymywać kierunek ku Słońcu mimo tego, że obiekt zanurzony jest w dynamicznym wietrze słonecznym – co prowokuje pytania o skład, rozmiar ziaren pyłu i mechanikę emisji.

W grę wchodzą trzy sensowne, ziemskie wyjaśnienia (zresztą typowe dla komet, tylko w nietypowej geometrii):

  • Lód i gazy: jeśli część emisji zachodzi po stronie silniej ogrzewanej, może powstawać słonecznie skierowany wachlarz pyłu w wewnętrznej komecie.
  • Duże ziarna pyłu: cięższy pył nie reaguje tak gwałtownie na wiatr słoneczny jak drobiny, więc może tworzyć węższe, bardziej uparte struktury.
  • Efekt perspektywy (anty-ogon): gdy przecinamy płaszczyznę orbity, ogon pyłowy potrafi wyglądać jakby wracał ku Słońcu – choć w 3D nadal jest zgodny z fizyką komet.

Symetryczny układ trzech mini-strumieni rzeczywiście robi wrażenie, ale sama geometria nie jest automatycznie nienaturalna. Regularne wzory mogą wynikać z rotacji jądra i z tego, że aktywność skupia się w kilku stałych obszarach (np. miejscach pęknięć lub oknach w warstwie pyłu). W praktyce to właśnie takie obserwacje – robione w rzadkiej konfiguracji – są paliwem dla modeli: pozwalają odróżnić jednorazowy kaprys od powtarzalnej cechy fizycznej.

Warto dodać jedno: 3I/ATLAS przyciąga też uwagę z powodów pozanaukowych, bo obiekty międzygwiezdne bywają magnesem dla spekulacji. Niedawno zespół związany z Breakthrough Listen sprawdzał 3I/ATLAS pod kątem sygnałów radiowych i nie znalazł wiarygodnych śladów technosygnałów – to studzi najbardziej fantastyczne interpretacje i wzmacnia obraz naturalnej komety, choć nadal wyjątkowo interesującej.

Dlaczego te obserwacje są tak ważne?

Hubble dostarczył danych w momencie, gdy 3I/ATLAS znalazł się w geometrii niemal podręcznikowej do wydobywania subtelnych struktur pyłu. A że to obiekt międzygwiezdny, stawka jest wyższa niż zwykle: oglądamy materiał uformowany w innym układzie planetarnym, w innych warunkach chemicznych i termicznych. NASA podkreśla, że takie obiekty są rzadką okazją do badania próbki spoza naszego sąsiedztwa – bez wysyłania sondy.

Jednocześnie te obserwacje zostawiają więcej pytań niż odpowiedzi. Lista możliwych wyjaśnień rośnie, ale każde z nich wymaga żmudnej weryfikacji: porównania z innymi teleskopami, obserwacji w różnych filtrach, modelowania dynamiki pyłu i gazu oraz sprawdzenia, czy podobne struktury pojawiają się także wtedy, gdy geometria przestaje być tak idealna. To przypomnienie, że nawet dysponując precyzyjnymi danymi z Hubble’a, nadal dopiero uczymy się czytać zachowanie obiektów, które przyleciały do nas z przestrzeni międzygwiezdnej.