Бельгийские ученые с помощью телескопа VLT обнаружили, что в облаках пыли и газа (комах), выделяющихся из тела кометы при его нагревании, присутствуют атомы железа и никеля. Такие кометы встречаются во всей Солнечной системе, а также за ее пределами. В это же время их коллеги из Польши выяснили, что пары никеля также присутствуют в ледяной межзвездной комете 2I/Borisov. Открытие имеет значение для понимания астрономами устройства ранней Солнечной системы. Статьи исследователей опубликованы в журнале Nature.
«Обнаружение атомов железа и никеля в комах комет, за которыми мы наблюдали последние два десятилетия, стало большим сюрпризом. Мы нашли атомы металлов в 20 кометах, в том числе и в тех, которые находятся далеко от Солнца в холодной космической среде», — рассказывает ведущий автор первого исследования, сотрудник Института астрофизики Льежского университета Жан Манфруа.
Известно, что тяжелые металлы существуют в каменистых недрах комет. Но поскольку твердые металлы обычно не сублимируются (не становятся газообразными) при низких температурах, исследователи не ожидали найти их в комах холодных комет, которые путешествуют далеко от Солнца. Оказалось, что пары никеля и железа можно обнаружить в кометах, наблюдаемых на расстоянии более 480 миллионов километров от светила, что более чем в три раза превышает расстояние между Землей и Солнцем.
«Кометы сформировались около 4,6 миллиарда лет назад, в очень молодой Солнечной системе, и с тех пор почти не изменились. В этом смысле они похожи на окаменелости для астрономов», — отметил соавтор исследования Эммануэль Жеэн, также работающий в Льежском университете.
Ученые использовали данные ультрафиолетового и эшелле-спектрографа (UVES) — инструментов телескопа Европейской южной обсерватории VLT, которые используют спектроскопию для анализа атмосферы кометы на разных расстояниях от Солнца. Этот метод позволяет астрономам выявить химический состав космических объектов: каждый химический элемент оставляет уникальную подпись — набор линий в спектре света от объектов.
Бельгийская команда обнаружила слабые неопознанные спектральные линии в своих данных c UVES и при ближайшем рассмотрении заметила, что они сигнализируют о присутствии нейтральных атомов железа и никеля. Причина, по которой тяжелые элементы было трудно идентифицировать, заключается в том, что они существуют в очень малых количествах: по оценкам группы, на каждые 100 килограммов воды в комах комет приходится только 1 грамм железа и примерно столько же никеля.
«Обычно железа в 10 раз больше, чем никеля, но в тех кометах мы обнаружили примерно одинаковое количество обоих элементов. Мы пришли к выводу, что они могут быть получены из особого вида материала на поверхности ядра кометы, сублимирующегося при довольно низкой температуре и выделяющего железо и никель примерно в тех же пропорциях», — объясняет еще один член исследовательской команды из Льежского университета Дамьен Хутсемекерс.
Коллеги бельгийских ученых из Ягеллонского университета (Польша) также обнаружили присутствие тяжелых металлов в коме кометы 2I/Borisov, которая является первой межзвездной кометой, прошедшей через Солнечную систему. Исследователи использовали спектрограф X-shooter телескопа VLT для наблюдения за кометой, когда она пролетала мимо Земли около полутора лет назад. Ученые обнаружили, что холодная кома 2I/Borisov содержит газообразный никель.
«Сначала нам было трудно поверить, что атомарный никель действительно может присутствовать в 2I/Borisov. Потребовалось множество тестов и проверок, прежде чем мы смогли окончательно убедить себя, — говорит один из авторов исследования Петр Гузик. — Это открытие удивительно, потому что ранее газы с атомами тяжелых металлов наблюдались только в горячих средах, например в атмосферах сверхгорячих экзопланет или испаряющихся комет, которые проходили слишком близко к Солнцу. 2I/Borisov наблюдалась примерно в 300 миллионах километров от Солнца».
Изучение межзвездных тел в деталях имеет фундаментальное значение для науки, поскольку они несут бесценную информацию о чужеродных планетных системах, из которых они происходят. Польские и бельгийские исследования показывают, что кометы 2I/Borisov и Солнечной системы имеют даже больше общего, чем считалось ранее.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
