Vědecký pohled na mezihvězdnou kometu 3I/ATLAS
Astronomové se pokusili vysvětlit negravitační zrychlení komety 3I/ATLAS, našeho třetího potvrzeného mezihvězdného návštěvníka, způsobem, který odstraňuje potřebu „nepřirozených hypotéz pro 3I/ATLAS“.
Na 1. července 2025 byl zaznamenán objekt, který procházel naší sluneční soustavou po trajektorii, jež naznačuje jeho mezihvězdný původ. Díky pozorováním z „Systému pro včasné varování před kolizí s asteroidy (ATLAS)“ a mnoha dalších teleskopů po celém světě bylo brzy určeno, že se jedná o mezihvězdný objekt.
Rychle bylo potvrzeno, že se jedná o kometu, protože objekt vykazoval klasické chování, které je pro komety typické. Komety, ačkoliv mohou být velmi rozmanité, mají určité společné charakteristiky, jako je jádro – centrální skalnaté a ledové těleso komety, její koma a prachové a iontové chvosty. Tyto všechny vlastnosti byly pozorovány u mezihvězdné komety 3I/ATLAS.
Jedno očekávané chování komet, které může znít podezřele pro ty, kdo kometám příliš nerozumí, je negravitační zrychlení. To je zrychlení nebo změna rychlosti objektu, která není způsobena gravitačními interakcemi s jinými nebeskými tělesy. Znaky negravitačního zrychlení byly nalezeny právě u komety 3I/ATLAS.
„Negravitační zrychlení bylo změřeno na perihelové vzdálenosti 1,36krát vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem, což je ekvivalentní 203 milionům kilometrů,“ vysvětluje známý astronom z Harvardu Avi Loeb v publikaci o těchto prvních pozorováních, dodávající, že to ukazuje „radiální zrychlení od Slunce 135 kilometrů na den na čtvereční den“ a „příčné zrychlení vůči směru Slunce 60 kilometrů na den na čtvereční den“.
V nové preprintové studii, která dosud nebyla recenzována, se Florian Neukart z Institutu pokročilých počítačových věd v Leidenu snaží zjistit, zda může být negravitační zrychlení vysvětleno obyčejným uvolňováním těkavých látek, nebo zda jsou zapotřebí exotické těkavé látky pro vysvětlení změn v rychlosti.
I když je nutné zdůraznit, že se jedná o studii jednoho autora a bude třeba dalších pozorování komety, aby se přesně určilo, co se stalo, když se kometa blížila k Slunci, studie naznačuje, že negravitační zrychlení může být vysvětleno poměrně konvenčním uvolňováním plynů z komety.
„Byly navrženy alternativní vysvětlení pro anomální zrychlení, která nejsou spojena s uvolňováním plynů, včetně tlakové radiace působící na látky s extrémně nízkou hustotou nebo na listovité objekty, a scénářů vyžadujících exotické složení nebo technologie. Tlaková radiace vyžaduje velké poměry plochy k hmotnosti a extrémní pórovitosti, což je obtížné sladit s dynamickým přežitím a s absencí silných poruch v poloze,“ vysvětluje Neukart ve své studii.
„Naše výsledky ukazují, že konvenční mechanismus poháněný těkavými látkami reprodukuje jak velikost, tak směr zrychlení pro realistické aktivní frakce a kolimaci paprsků. To odstraňuje potřebu aplikace speciálních geometrických návrhů tlakové radiace či nepřirozených hypotéz pro 3I/ATLAS.“
Podle studie, která využila termofyzikální a Monte Carlo modely, může být zrychlení vysvětleno ohřevem konvenčních těkavých látek přítomných v kometě, jak se blížila k Slunci.
„Ukázali jsme, že čistě fyzikální mechanismus poháněný těkavými látkami je dostatečný k vysvětlení negravitačního zrychlení zjištěného pro 3I/ATLAS,“ uzavírá studie. „Termofyzikální modely s realistickými závislostmi pro tlak par, denním a šikmým průměrováním a mírnou kolimací paprsků reprodukují jak velikost, tak směr pozorovaného zrychlení, využívající dominanci aktivity CO a CO2 s podprocentním pokrytím aktivního povrchu. NH3 a CH4 samy o sobě nevytvářejí dostatečný tah při rovnovážných teplotách blízkých 1 AU, ale mohou přispět jako sekundární komponenty v smíšených ledech.“
„Tyto výsledky vylučují potřebu nefyziologických nebo exotických vysvětlení a stanovují termofyzikální limity pro přirozené mechanismy zrychlení u mezihvězdných komet,“ dodává Neukart.
Další pozorování budou nezbytná pro testování tohoto modelu, a je velmi pravděpodobné, že to daleko není poslední slovo na dané téma. Tato studie však ukazuje, že některá z více bláznivých vysvětlení navržených pro tento objekt nejsou nutná k jeho chování.
Na jiných místech se ukázalo, že kometa vykazuje zcela očekávané kometární chování. Rádioteleskopy 3I/ATLAS z radioteleskopu MeerKAT ukázaly absorpci od hydroxylových (OH) molekul, což je jasný znak, že objekt uvolňuje vodní led, jak se zahřívá od naší hvězdy.
„Tato pozorování ukazují, že OH byla objevena v 3I/ATLAS 24. října. OH je produktem rozkladu vody (která obvykle bývá nejběžnější molekulou v kometárních ledech) v atmosféře komety,“ vysvětluje pro IFLScience Dr. Cyrielle Opitom, spolupracovník konzula na Institutu astronomie Univerzity v Edinburghu, jehož práce se zaměřuje především na komety a jiná tělesa sluneční soustavy.
„To znamená, že kometa v současnosti uvolňuje vodu, což je očekávané pro kometu, která právě prošla nejbližší vzdáleností k Slunci. Voda nebyla zjištěna při dřívějších pozorováních stejným teleskopem, ale to není příliš překvapivé, protože kometa byla dále od Slunce (což znamenalo, že produkovala méně vody) a slabší, což činilo její objev mnohem obtížnější. Ale voda byla nalezena v 3I/ATLAS i jinými teleskopy dříve.“
Zatím si musíme počkat na další pozorování této velmi zajímavé komety, která může představovat desetimiliardovou kapsli času z jiné epochy vesmíru a odlišné části naší galaxie.
„Je těžké říci více pouze na základě tohoto objev, ale při sledování během příštích týdnů, kdy se stane viditelnější pro optické teleskopy, zjistíme více,“ dodala Dr. Opitom.
