כאשר השביט הבין-כוכבי 3I/ATLAS החל להתרחק מהשמש בדצמבר 2025, ניצלו אסטרונומים את ההזדמנות לסובב את טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א לכיוונו ולמדוד את מרכיביו הכימיים, כולל יחסים כימיים של פחמן ודאוטריום (הידוע גם בשם מימן כבד) שאינם נמצאים בשביטים במערכת השמש. בעבר, אסטרונומים השתמשו ברכיבים המרכיבים את השביט שקוטרו מוערך בכ-2.6 קילומטרים כדי להבין את הסביבה בה הוא נוצר, אולם כעת ממצאי המחקר שפורסם בכתב העת Nature הפתיעו גם את מחבריו.
גלריה
תיעוד השביט הבין-כוכבי 3I/ATLAS בזמן שחלף כ-445 מיליון קילומטרים מכדור הארץ
(צילום: NASA/ESA/David Jewitt (UCLA)/Reuters)
השביט והשמש
(הדמיה: NASA/SOHO)
שמו של השביט נובע ממעמדו כשביט הבין-כוכבי השלישי שאושר (מקורו מחוץ למערכת השמש) ומהטלסקופ שזיהה אותו לראשונה, מערכת ההתרעה האחרונה לפגיעה ארצית של אסטרואיד (ATLAS) – מערכת טלסקופים רובוטית מתקדמת שפותחה על ידי אוניברסיטת הוואי במימון נאס"א. "זו הייתה הזדמנות ייחודית לחקור עצם עתיק מגלקסיה רחוקה, שכנראה היה קיים לפני השמש ומערכת השמש שלנו", אמר האסטרוכימאי ד"ר מרטין קורדינר ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט שבמרילנד, והמחבר הראשי של המחקר. "מצד אחד, אנו מקבלים תובנה ישירה על הזמן והמקום הרחוקים הללו, ומצד שני אנו לומדים על כמה יוצאת דופן מערכת השמש שלנו עשויה להיות".
קורדינר ועמיתיו למחקר השתמשו במכשיר NIRSpec – ספקטרוגרף אינפרה-אדום, המשמש כאחד המכשירים המדעיים המרכזיים בטלסקופ החלל ג'יימס ווב. תפקידו לנתח את אור הכוכבים, לפצל אותו לספקטרום, ובכך לחשוף את ההרכב הכימי, הטמפרטורה, המהירות והמרחק של גרמי שמיים. באמצעות המכשיר המתקדם, התגלו רמות גבוהות במיוחד של דאוטריום, פי 30 בערך ממה שנצפה בשביטים במערכת השמש. משמעות הדבר היא שייתכן ש-3I/ATLAS מקורו במערכת קרה מאוד, כאשר הראיות האיזוטופיות מצביעות על כך שהוא נוצר בסביבה שהייתה בטמפרטורה של מינוס 243 מעלות צלזיוס. במהלך היווצרותו, החומר ששולב ב-3I/ATLAS נחשף ככל הנראה לקרינה רבה, אך לא לחום בטווח הארוך, שעשוי היה לעבד מחדש את קרח ה"מים הכבדים" שלו, עם דאוטריום, לסוג קרח מימי שאנו מכירים על פני כדור הארץ.
מיפוי התכולה הכימית של השביט הבין-כוכבי 3I/ATLAS כשהתרחק מהשמש, באמצעות שימוש במכשיר NIRSpec של טלסקופ החלל ג'יימס ווב
(איור: NASA, ESA, CSA, Martin Cordiner (CUA, NASA-GSFC), Leah Hustak (STScI))
ההבדל המשמעותי בהרכב בין השביט הבין-כוכבי 3I/ATLAS לבין שביטים שמקורם במערכת השמש שלנו
(איור: NASA, ESA, CSA, Martin Cordiner (CUA, NASA-GSFC), Leah Hustak (STScI))
בנוסף, NIRSpec הראה רק עקבות של פחמן-13 בהשוואה לפחמן-12 קל יותר. ממצא זה מצביע גם על מקור עתיק מאוד של 3I/ATLAS, שכן מערכות כוכבים מתעשרות בפחמן-13 עם הזמן, כאשר דורות של כוכבים נולדים ומתים בגלקסיה. זו הסיבה שיש רמות גבוהות יותר של פחמן-13 במערכת שלנו, סביב השמש שלנו, שנוצרה יחסית לאחרונה, לפני כ-4.5 מיליארד שנים.
המקום המדויק שממנו הגיע השביט הזה אל שביל החלב נותר בגדר תעלומה. אבל ההערכה היא שעצמים בין-כוכביים אלה נוצרים באופן דומה לשביטים במערכת השמש שלנו – הם נפלטים החוצה במהלך היווצרות אלימה של כוכב לכת חדש. לעומתו, העצמים הבין-כוכביים הקודמים – 1I/'Oumuamua (שנצפה בשנת 2017) ו-2I/Borisov (שנצפה בשנת 2019) – לא היו בהירים מספיק כדי שניתן יהיה לקבל ראיות איזוטופיות שלהם.
התצפית של טלסקופ החלל ג'יימס ווב על השביט הבין-כוכבי 3I/ATLAS
(צילום: NASA/James Webb Space Telescope)
השביט הבין-כוכבי 3I/ATLAS
(צילום: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/AFP)
צוות המחקר מעריך כי 3I/ATLAS יכול היה להיווצר לפני 10 עד 12 מיליארד שנים, במהלך תקופה של היווצרות כוכבים אינטנסיבית באזורו. על כן, ייתכן כי מדובר בעצם העתיק ביותר שנצפה במערכת השמש שלנו, שכן הוא מתוארך לתקופה שבה היקום היה רק כ-13% מגילו הנוכחי. "עד כה, אנו יודעים רק על מקום אחד ביקום העצום שבו מרכיבים כימיים הובילו לחיים – מערכת השמש שלנו, כדור הארץ שלנו. ניתוח של עצמים בין-כוכביים הוא צעד משמעותי לקראת למידה עד כמה נפוצים, או לא נפוצים, התנאים לאבולוציה של חיים ביקום", אמרה ד"ר סטפני מילאם ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א, ושותפה לכתיבת המחקר.
3I/ATLAS מתקרב כעת למסלולו של כוכב הלכת שבתאי וצפוי לחצות את מסלולו של כוכב הלכת הננסי פלוטו בשנת 2029. לאחר מכן, בסביבות שנת 2035, הוא צפוי לצאת מגבולה החיצוני של מערכת השמש. טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שבאמצעותו הושגה התגלית על הרכבו וגילו של השביט המסקרן, הוא הוא טלסקופ החלל החזק והמוביל בעולם למדעי החלל. הטלסקופ פותח ומופעל על ידי נאס"א, בשיתוף סוכנות החלל האירופית (ESA) וסוכנות החלל הקנדית (CSA). יעדיו המרכזיים כוללים צפייה בגלקסיות הראשונות שנוצרו לאחר המפץ הגדול, צפייה באזורים שבהם נוצרים כוכבים חדשים וחקר האטמוספרה של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו, כדי למצוא תנאים שעשויים להתאים לחיים.
