Впервые в истории астрономии учёные смогли напрямую измерить химические свойства воды, прибывшей из другой планетной системы. Объект исследования — межзвёздная комета 3I/ATLAS, отличающаяся необычным составом и древним возрастом (3–11 млрд лет). Используя радиотелескоп ALMA, исследователи определили отношение дейтерия к водороду (D/H) в молекулах воды кометы, что является ключевым индикатором условий её происхождения.

Вода во всех известных источниках Солнечной системы демонстрирует повышенное содержание дейтерия, связанное с условиями формирования звёзд и планет. Однако 3I/ATLAS показала рекордное обогащение: отношение D/H в её воде превышает земной океан более чем в 40 раз и типичные значения для комет Солнечной системы — более чем в 30 раз. Такой уровень обогащения указывает на формирование воды при крайне низких температурах (ниже 30 К) и минимальном тепловом воздействии, что характерно для внешних областей протопланетных дисков или даже молекулярных облаков.

Иллюстрация: NSF / AUI / NSF NRAO / M.Weiss

Для анализа состава кометы были использованы спектры HDO, H2O и CH3OH, полученные ALMA вскоре после прохождения перигелия. Несмотря на отсутствие явного сигнала воды, учёные смогли оценить её количество по косвенным признакам, используя сложное моделирование и байесовский анализ.

Полученные данные согласуются с независимыми измерениями других инструментов (SOHO/SWAN, MAVEN/IUVS, JWST), подтверждая достоверность результатов.

Карты интегрированной интенсивности (момент 0) обнаруженных молекул. Слева направо показаны карты интенсивности трёх молекул: HDO — форма воды с дейтерием, метанол (CH3OH) в радиочастотной полосе 6 и метанол в полосе 5. Эллипс в левом нижнем углу каждого изображения показывает размер луча ALMA, стрелки в правом нижнем углу указывают направление на Солнце и след кометы. Белый крест отмечает положение ядра кометы. Источник: arXiv:2603.07026v1

Высокое отношение D/H в 3I/ATLAS невозможно объяснить только различиями в исходном составе межзвёздного облака. Скорее всего, столь сильное обогащение связано с формированием воды в очень холодных и слабо освещённых условиях, отличных от тех, что были при рождении Солнечной системы. Это может быть связано как с особенностями протопланетного диска, так и с наследием ещё более ранних стадий — плотных молекулярных облаков.

Результаты работы показывают, что химический состав воды в других планетных системах может существенно отличаться от Солнечной системы, а сценарии формирования комет и планет — быть гораздо более разнообразными. 3I/ATLAS становится уникальным «послом», позволяя заглянуть в химическую эволюцию воды за пределами нашей системы.

Подробнее на iXBT