ALMA раскрывает тайны состава межзвёздной кометы 3I/ATLAS

Астрономы с помощью комплекса телескопов ALMA провели детальное исследование межзвёздной кометы 3I/ATLAS. Наблюдения выявили необычно высокое содержание метанола (CH3OH) по сравнению с циановодородом (HCN), что ставит этот объект в ряд самых богатых органикой комет из когда-либо изученных. Анализ молекулярных линий показал, что метанол и циановодород выбрасываются из ядра кометы по-разному, что указывает на сложную структуру её поверхности и, возможно, наличие протяжённых источников газа в коме.

Межзвёздные объекты представляют собой уникальные капсулы времени, сохранившие информацию об условиях в протопланетных дисках у других звёзд. Комета 3I/ATLAS, обнаруженная в 2025 году, стала третьим подтверждённым межзвёздным визитёром и первым, чей состав удалось изучить в таких деталях. Работы, проведённые с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», ранее показали, что её кома необычайно богата углекислым газом.

Новые наблюдения с использованием Атакамской компактной решётки (ACA), входящей в состав комплекса ALMA, были проведены в августе-октябре 2025 года, когда комета приближалась к перигелию. Учёные регистрировали излучение молекул CH3OH (метанола) и HCN (циановодорода) на миллиметровых волнах. Это позволило не только обнаружить эти соединения, но и составить карту их распределения в коме.

Данные показали поразительную асимметрию в истечении газов. Излучение HCN было смещено в красную область спектра, что указывает на его избыток в направлении от Солнца. Напротив, метанол демонстрировал голубое смещение, концентрируясь в полусфере, обращённой к Солнцу. Такое различие в поведении двух летучих веществ на одном и том же небесном теле наблюдается впервые.

Чтобы объяснить асимметричные профили линий, исследователи применили сложные трёхмерные модели кометной атмосферы. Для HCN источником газа, скорее всего, служит прямое сублимирование с поверхности ядра. Что касается метанола, то статистический анализ с высокой степенью достоверности указывает на наличие дополнительного источника его образования в коме на расстоянии более 258 километров от ядра, вероятно, из ледяных пылевых частиц.

Количество метанола в коме стремительно росло по мере приближения кометы к Солнцу. Когда она пересекла условную границу, где начинает активно сублимировать водяной лёд (около 2 а.е.), содержание CH3OH резко увеличилось. Этот рост описывается степенным законом Q(CH3OH) ∼ rH−5.2.

Особый интерес представляет соотношение метанола к циановодороду. Для нашей Солнечной системы среднее значение CH3OH/HCN, измеренное в радиодиапазоне, составляет около 26 ± 27. У кометы 3I/ATLAS этот показатель оказался равным 124 и 79 в разные дни наблюдений. Это делает её одним из рекордсменов по относительному содержанию метанола, уступая лишь аномальной комете C/2016 R2 (Pan-STARRS).