Tajemství mezihvězdných komet odhaleno orbitální sondou Marsu
V nedávné době se mezi fanoušky komet objevila smutná zpráva. Komet 3I/ATLAS, která byla jedním z nejvíce sledovaných těles v roce 2025, zmizela v říjnu za sluncem, což znemožnilo její pozorování z povrchu Země jakýmkoli dalekohledem. Některé domněnky hovořily o tom, že se jedná o těleso, které se pohybuje tak rychle, že by mohlo pocházet z jiné sluneční soustavy, což vyvolalo i teorie o mimozemských vesmírných lodích. Avšak nakonec se ukázalo, že 3I/ATLAS je přírodní kometa a po Oumuamua a 2I/Borisov byla potvrzena jako třetí mezihvězdné těleso.
Mezihvězdné těleso je definováno jako objekt, který pochází mimo naši sluneční soustavu. Zejména se předpokládá, že 3I/ATLAS je jednou z nejstarších komet, které jsme dosud viděli. Důležité je, že nám toto těleso poskytuje vzácnou příležitost přímo zkoumat složení materiálů, které se vytvořily v jiných hvězdných systémech. Komet a asteroidy v naší sluneční soustavě, jak se předpokládá, uchovávají podmínky panující v době jejího vzniku před 4,6 miliardami let. Stejně tak mezihvězdná kometa nám umožňuje analyzovat chemické složení objektů vzniklých v zcela odlišném prostředí. Pokud porovnáme obsah vody, poměr deuteria a organické složení 3I/ATLAS se slunečními kometami, můžeme lépe pochopit univerzálnost a rozmanitost procesů, při nichž se planety formují v různých hvězdných systémech.
Problém vznikl, když se kometa v říjnu objevila za sluncem, což znemožnilo její pozorování ze Země a dokonce ani z vesmírných dalekohledů na oběžné dráze kolem Země. Vědci se však nevzdali a mobilizovali vesmírné sondy umístěné po celé sluneční soustavě. Mezi nimi se NASA’s sonde MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) dostala do nečekané role hlavního hráče. MAVEN, která se obvykle věnuje studiu atmosféry Marsu a prozkoumává, jak se červená planeta stala vysušeným světem, dostala nové úkoly na 10 dní, aby pozorovala mezihvězdnou kometu 3I/ATLAS.
Proč je důležité studovat mezihvězdná tělesa?
Protože se jedná o objekty z jiných hvězdných systémů.
Evropská kosmická agentura (ESA) prostřednictvím své sondy ExoMars Trace Gas Orbiter 3. října 2025 pozorovala kometu 3I/ATLAS a pomohla vědcům zpřesnit její trajektorii. Poslání NASA zaměřená na slunce také zachytila kometu, když prolétala blízko slunce. Vesmírná sonda STEREO-A, společná sonda SOHO ESA/NASA a sonda PUNCH NASA zachytily všechny kometu během září a října 2025. Avšak observace poskytnuté MAVEN jsou velmi zvláštní, protože odhalují skryté chemické složení komety.
MAVEN použila dva způsoby, jak kometu zachytit. Prvním byl ultrafialový obrazový spektrograf (IUVS), který pořizoval mnohonásobné snímky komety na různých vlnových délkách a vytvářel vysoce rozlišené ultrafialové obrazy, které umožnily vědcům identifikovat vodík vycházející z 3I/ATLAS. To vedlo k lepšímu pochopení složení komety.
Stopy vody a tajemství poměru deuteria
V předchozím výzkumu NASA observatoř Neil Gehrels Swift to odhalila hydroxyly (OH) emise z 3I/ATLAS. Hydroxyly jsou chemickým otiskem vody, protože když jsou molekuly vody (H₂O) rozloženy ultrafialovým zářením slunce, rozpadnou se na vodík a hydroxyly. Záchyt hydroxyilů tak poskytuje silný důkaz o přítomnosti vody v kometě. Nejsou to však jen hydroxyly, které nám MAVEN přinesla dále. Když se kometa nejvíce přiblížila k Marsu, vědecký tým použil citlivější kanály zařízení IUVS k mapování atomů a molekul v komě komety. To vedlo k odhadu horní hranice poměru deuteria k běžnému vodíku. Poměr deuteria k vodíku je klíčový pro pochopení původu a evoluce tělesa, neboť objekty vzniklé v počáteční fázi sluneční soustavy a tělesa z mezihvězdného prostoru mohou mít různé poměry deuteria a vodíku.
Deuterium je těžký izotop vodíku, který má jeden proton a jeden neutron, zatímco běžný vodík se skládá pouze z jednoho protonu. Srovnání těchto dvou izotopů je zásadní pro analýzu místa a procesu vzniku tělesa.
Důležitost rozlišení mezi třemi zdroji vodíku
Obrázek zveřejněný v rámci studie MAVEN o 3I/ATLAS ukazuje vodíkové atomy kolem komety. Byl pořízen 28. září 2025, tedy několik dní před přiblížením komety k Marsu. Významné je, že tento obrázek ukazuje tři různé zdroje vodíku: první vodík vycházející přímo z komety, druhý z Marsu a třetí, interplanetární vodík, který se pohybuje mezi planetami sluneční soustavy. MAVEN tedy dokázal tyto tři vodíky rozlišit, což je technicky významný úspěch.
Vodík uvolněný z komety měl specifické rychlosti a směry, zatímco vodík unikající z atmosféry Marsu vykazuje další charakteristiky. Interplanetární vodík, tedy vodík uvolněný ze slunce, vytváří pozadí pozorovacího obrazu. Ultraviolettový spektrograf MAVEN zachytil jemné rozdíly a dokázal je oddělit, což je obdobné jako kdybychom dokázali přesně rozlišovat hlasy mezi hlukem rušného trhu.
Toto rozlišení je důležité pro přesné určení chemického složení komety, neboť pokud by byl vodík z Marsu nebo z interplanetárního prostoru smíchán s vodíkem z komety, neměli bychom schopnost správně měřit množství uvolněného vodíku a jeho složení. Pozorování MAVEN tak eliminují kontaminaci a umožňují nám čistě extrahovat signál pocházející pouze z komety, což je nezbytné pro přesné hodnocení obsahu vody, poměru deuteria a přítomnosti jiných volatilit.
Nové obzory v astronomii pomocí výzkumu mezihvězdných těles
3I/ATLAS je třetím potvrzeným mezihvězdným tělesem od doby, co byla objevena Oumuamua v roce 2017. První mezihvězdný objekt Oumuamua prošel sluneční soustavou bez ohonu jako kometa a jeho identita a vlastnosti zůstávají v debatě. Druhým mezihvězdným objektem je 2I/Borisov, který byl objeven v roce 2019 a vykazoval typické rysy komety. 3I/ATLAS je třetím a dosud nejlépe prozkoumaným mezihvězdným návštěvníkem. Tato kometa byla vytvořena před miliardami let kolem jiných hvězd a po dlouhé cestě nyní prochází naší sluneční soustavou. Během její krátké návštěvy měla lidstvo příležitost analyzovat materiál z jiného světa a pochopit rozmanitost vesmíru. A sonda MAVEN hraje klíčovou roli v této důležité kapitole příběhu.
Vědecký tým MAVEN nám také přináší další důležitou lekci o flexibilním využití vesmírných zařízení. MAVEN byla původně navržena a vypuštěna ke studiu atmosféry Marsu a jejích mechanismů ztráty, interakce se slunečním větrem a sezónních změn. Avšak díky tomu, že se nacházela ve správný čas na správném místě, mohla být využita k dosažení dalších vědeckých cílů.
Statistické modely naznačují, že mezihvězdná tělesa procházející naší sluneční soustavou mohou být mnohem běžnější, než jsme si mysleli. Po objevech Oumuamua a 2I/Borisova vědci anticipují, že kdykoli se může objevit další mezihvězdný návštěvník. Do té doby může být pozorování pouze z pozemských dalekohledů nedostatečné. Okno pro pozorování může být omezeno v závislosti na orbitě tělesa, poloze slunce a ročním období na Zemi. Avšak pokud máme síť vesmírných sond umístěných po celé sluneční soustavě, pokračující pozorování je možné za jakýchkoli podmínek.
