Vzácná kometa 3I/ATLAS a její neobvyklé chování
Na diagramu je znázorněna trajektorie pohybu komety 3I/ATLAS. Kometu C/2020 M3 (3I/ATLAS) objevila observatoř ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) v červnu 2020. Jedná se o dlouhoperiodickou kometu, která přichází z Oortova oblaku, jenž se nachází daleko za oběžnými dráhami planet sluneční soustavy. Tento obrovský sférický region obklopující naši sluneční soustavu se skládá z ledových těles. Perioda oběhu komety kolem Slunce činí desítky tisíc let. Právě vzácnost tohoto mezihvězdného návštěvníka v naší sluneční soustavě vzbudila tak velký zájem vědců. Tato kometa je přitom třetí známou mezihvězdnou kometou do dnešního dne.
Je třeba říct, že trajektorie komet jsou matematicky přesně vypočítány na základě Newtonova zákona univerzální gravitace, který byl objeven Isaacem Newtonem už v 17. století. Tento zákon byl konečně přijat vědeckou komunitou v roce 1759, kdy byla znovu pozorována Halleyova kometa. Parametry její orbity a čas návratu byly přesně vypočítány Alexisem Clairaultem na základě Newtonovy teorie. „… Clairaultova práce – výpočet doby návratu Halleyovy komety, dokončená 13. dubna 1759 a méně než měsíc poté potvrzená pozorováním, mu přinesla obrovskou popularitu. Clairault, pokud to lze tak říct, ukázal všem, jak s určitou jistotou lze na základě Newtonových teorií předpovědět takové jevy, jejichž předpověď byla považována za nemyslitelnou,“ poznamenal francouzský matematik a historik matematiky 19. století Paul Tannery.
Nicméně 3I/ATLAS má poněkud nestandardní parametry pohybu. Jedním z prvních znaků jejího anomálního chování bylo prudké zvýšení jasnosti komety krátce po jejím objevení. Obvykle komety postupně zvyšují svou jasnost při přiblížení k Slunci, ale 3I/ATLAS ukázala nečekaný nárůst aktivity, který vědce zaskočil. Pozorování ukázala, že jádro komety má složitou strukturu, pravděpodobně složenou z několika fragmentů. To by mohlo vysvětlit náhlé vzplanutí aktivity, když byly jednotlivé fragmenty vystaveny slunečnímu záření a začaly aktivně vylučovat plyn a prach.
Někteří astronomové se domnívají, že kometa mohla narazit na jiný nebeský objekt, což vedlo k destrukci části kometárního jádra. Jiní si povšimli, že neobvyklé vlastnosti komety souvisejí se složením jejího jádra, které obsahuje exotické sloučeniny. Podle odhadů ruských vědců, kteří aktivně zkoumají kometu 3I/ATLAS, její průměr dosahuje přibližně 24 km a její věk se odhaduje na více než 7,5 miliardy let, což značně převyšuje věk našeho Slunce. Pozorovatelé rovněž zaznamenali změnu barvy komety při průchodu naší sluneční soustavou. Zatimco zdroj jejího svícení zůstává neznámý.
Objekt neustále mění svou polohu díky působení negrawitačních sil vyvolaných odpařováním ledu z její povrchu. Předpokládá se, že při průchodu blízko Jupiteru se kometa ve vzdálenosti pouhých 0,357 a.e. (astronomických jednotek, což je o něco více než 53 milionů km) v březnu 2026 může dostat pod vliv gravitace obřího plynného giganta, která může zásadně ovlivnit trajektorii 3I/ATLAS. Ruské observatoře modelovaly orbitální charakteristiky komety a určili možné cesty změny kurzu po setkání s Jupiterem, včetně variant návratu do oblasti blízké Slunci nebo hlubšího odchodu do galaxie.
Avšak je třeba poznamenat, že se jedná pouze o pravděpodobnostní (náhodné) varianty. V tomto případě máme totiž co do činění s úkolem tří těl. Anglický matematik, profesor Ian Stewart, například poznamenává, že „nad úlohou gravitačního interakce tří těles, která zdánlivě podléhají Newtonovu inverznímu kvadratickému zákonu gravitace, se matematický svět snažil po staletí“. Dnes už víme, že dynamika tří těles je chaotická a natolik nepravidelná, že nese prvky náhody. „Všechno to vypadá dost podivně na pozadí ohromného úspěchu Newtonovy gravitační teorie, která vysvětlila mimo jiné pohyb planet kolem Slunce… Zřejmý další krok spočívá v tom, abychom zapsali rovnici pro orbity tří těles a vyřešili ji. Ale tyto orbity nemají přesné geometrické charakteristiky, ani formule v geometrických souřadnicích,“ píše Stewart ve své knize „Největší matematické problémy“.
Takže chaotické bloudění 3I/ATLAS po sluneční soustavě pravděpodobně přinese ještě mnoho překvapení. Nicméně vědci z Institutu kosmických výzkumů RAN uklidňují: další zmenšení vzdálenosti komety k Zemi na kritickou úroveň je velmi nepravděpodobné.
