JWST нашёл в метане межзвёздной кометы 3I/ATLAS рекордную долю дейтерия: D/H 3,18%

Группа под руководством Натана Рота (Центр космических полётов Годдарда NASA и Американский университет) вместе с 17 соавторами измерила отношение дейтерия к водороду в метане межзвёздной кометы 3I/ATLAS на космическом телескопе имени Джеймса Уэбба. По статье на doi.org, оно составляет D/H = (3,18 ± 0,30)% nature.comdoi.orgnature.comОткрыть источник ↗. Авторы называют это редким обнаружением дейтерированных органических молекул в межзвёздном объекте.

Наблюдения и метод

3I/ATLAS — третий известный гость из-за пределов Солнечной системы. Обзорный телескоп ATLAS в Рио-Уртадо (Чили) сообщил об объекте 1 июля 2025 года, а ближе всего к Солнцу комета прошла около 30 октября. Webb наблюдал её спектрографом ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec в программе General Observer 5094.

Перед наблюдениями уточнить предсказанное положение кометы помогли измерения позиций от школьных групп из Аппминстера, Бридженда, Алькаррàса и Загреба. Их собрала просветительская программа Comet Chasers под руководством Хелен Ашер. 22 декабря 2025 года Webb сделал одну экспозицию в 642 секунды, начав в 03:36 UT.

Ключевые данные пришли на следующий день: пять экспозиций по 700 секунд с 08:07 UT в диапазоне, где метан излучает сильно. Комета находилась примерно в 360 млн км от Солнца и в 269 млн км от Webb. Спектры извлекали из круга радиусом около 980 км от ядра.

Линии обычного метана были до 100 раз сильнее линий CH3D. Метанол, формальдегид и этан излучают на близких длинах волн, поэтому команда смоделировала их в Planetary Spectrum Generator NASA и вычла. Затем убрала обычный метан, замаскировала положения его линий и аппроксимировала остаток вместе с базовой линией спектра.

Дейтерий в метане

Измеренное значение превышает любое другое значение для метана в Солнечной системе. Оно в 13 ± 2 раза выше, чем измерил зонд Rosetta в комете 67P/Чурюмова — Герасименко, единственной другой комете с обнаруженным CH3D nature.comdoi.orgnature.comОткрыть источник ↗.

В обеих кометах метан дейтерирован сильнее, чем вода. Это согласуется с тенденциями в других телах Солнечной системы и в ближайшей межзвёздной среде, где дейтерирование органики превышает дейтерирование воды до порядка величины. Отношение D/H в метане во внесолнечных источниках до сих пор не ограничено наблюдениями, но обогащённое значение в 3I/ATLAS похоже на измеренные в метаноле и формальдегиде в до- и протозвёздных средах.

Авторы сообщают, что повышенное отношение согласуется с гипотезой: лёд кометы образовался в холодной межзвёздной или протозвёздной среде с низкой металличностью при высокой скорости облучения космическими лучами. Звёздная система происхождения в статье не названа.