В хвосте межзвездных комет обнаружены пары тяжелых металлов

Группы ученых из разных стран нашли в хвосте межзвездных комет пары тяжелых металлов. Об этом сообщается в научном журнале phys.org.


Новое исследование бельгийской группы ученых с использованием данных габаритного телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO) показало, что железо и никель присутствуют в атмосферах комет по всей нашей Солнечной системе. В отдельном исследовании польской группы, которая также использовала данные ESO, сообщается, что пары тяжелых металлов присутствуют в ледяной межзвездной комете 2l/Borisov. Это первый случай, когда химические элементы данного вида, обычно связанные с горячей средой, были обнаружены в холодных атмосферах далеких комет.

«Было большим сюрпризом обнаружить атомы железа и никеля в атмосфере всех комет, которые мы наблюдали за последние два десятилетия», - говорит Джин Манфройд из Льежского университета в Бельгии, который возглавляет новое исследование комет в Солнечной системе.
Астрономы знают, что тяжелые металлы существуют в пыльных и каменистых недрах комет. Но поскольку твердые металлы обычно не переходят в газообразное состояние при низких температурах, ученые не ожидали найти их в атмосферах холодных космических тел, которые находятся далеко от Солнца. Пары никеля и железа сейчас обнаружены в кометах, наблюдаемых на расстоянии более 480 миллионов километров от земного светила.

Бельгийская группа обнаружила примерно равные количества тяжелых химических элементов. Материал в Солнечной системе, например, найденный на Солнце и в метеоритах, обычно содержит примерно в десять раз больше железа, чем никеля. Таким образом, этот новый результат имеет значение для понимания астрономами ранней Солнечной системы, хотя команда все еще пытается расшифровать, что это такое.


«Кометы образовались около 4,6 млрд лет назад в очень молодой Солнечной системе и с тех пор не изменились. В этом смысле они похожи на окаменелости для астрономов», - говорит соавтор исследования Эммануэль Жехин.

Хотя бельгийская команда изучала эти «ископаемые» объекты с помощью ESO VLT в течение почти 20 лет, до сих пор они не заметили присутствия никеля и железа в их атмосфере. «Это открытие оставалось незамеченным в течение многих лет», - говорит Джехин.

Команда использовала данные прибора ультрафиолетового и визуального эшелле-спектрографа (UVES) для спектроскопии, метода, предназначенного для анализа атмосфер комет на разных расстояниях от Солнца. Этот способ позволяет астрономам раскрыть химический состав космических объектов: каждый химический элемент оставляет уникальную подпись - набор линий в спектре света от объектов.
Ученые обнаружили слабые неопознанные спектральные линии в своих данных UVES и при более внимательном осмотре заметили, 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 л воды в атмосфере комет приходится всего 1 мл железа и примерно такое же количество никеля.

Бельгийская команда надеется, что их исследование проложит путь для будущих исследований. «Теперь люди будут искать эти линии в своих архивных данных с других телескопов», - говорит Джехин. «Мы думаем, что это также повлечет за собой новую работу над этим вопросом».


Межзвездные тяжелые металлы

Другое исследование показывает, что тяжелые металлы также присутствуют в атмосфере межзвездной кометы 2l/Borisov. Команда в Польше наблюдала объект, первую инопланетную комету, посетившую нашу Солнечную систему, с помощью спектрографа X-shooter на VLT ESO, когда комета пролетела около полутора лет назад. Они обнаружили, что холодная атмосфера космического тела содержит газообразный никель.



Детальное изучение межзвездных тел имеет фундаментальное значение для науки, потому что оно несет бесценную информацию об инопланетных планетных системах, из которых они происходят. «Внезапно мы поняли, что газообразный никель присутствует в атмосферах комет в других уголках Галактики», - говорит соавтор Мика Драхус.


Польские и бельгийские исследования показывают, что кометы 2l/Вorisov и Solar System имеют даже больше общего, чем считалось ранее. «А теперь представьте, что у комет нашей Солнечной системы есть свои истинные аналоги в других планетных системах - насколько это круто», - заключает Драхус.