Den interstellare komet 3I/ATLAS har is som verdenerne hinsides Neptun

Isen, der strømmer ud fra interstellarkometen 3I/ATLAS, ligner ikke isen i de kometer, vi kender. Spektre fra James Webb Space Telescope viser et kraftigt signal fra vandis, mens to af de sædvanlige ledsagesignaler næsten er væk, og mønsteret svarer til nogle af de iskolde verdener, der kredser langt hinsides Neptun.

Sammenfaldet er vigtigt, fordi 3I/ATLAS blev dannet omkring en anden stjerne. Hvis dens iskorn har samme form som materiale, der er bevaret i udkanten af vores eget solsystem, kan planeternes rå ingredienser forlade planetdannende skiver i en lignende tilstand på tværs af galaksen. Forfatterne fremlægger det som en mulighed, der skal afprøves, ikke som et fastslået resultat.

Holdet, anført af Silvia Protopapa fra Southwest Research Institute i Texas, fandt, at kometens koma, skyen af gas og støv omkring dens kerne, bedst forklares af bittesmå korn af vandis blandet med støv. Hvert korn er omkring en mikrometer på tværs eller mindre, altså mindre end en halvtredsindstyvendedel af bredden på et menneskehår.

“Interstellare kometer er små iskolde legemer, der blev dannet i skiver af gas og støv omkring andre stjerner og nu passerer gennem vores solsystem,” sagde Protopapa. Kun to sådanne objekter var kendt før dette: ‘Oumuamua, som ikke viste nogen synlig koma, og kometen 2I/Borisov.

To issignaler, der forsvandt

Vandis efterlader fingeraftryk i infrarødt lys. Det dybeste er et absorptionsbånd nær 3 mikrometer. To svagere bånd ligger nær 1,5 og 2,0 mikrometer, og de fleste iskometer viser alle tre. I 3I/ATLAS er 3-mikrometerbåndet kraftigt og reducerede det reflekterede lys med 77 % på det dybeste punkt ved Webbs første besøg og med 94 % ved det sidste. De to kortere bånd er meget svage eller mangler.

“Den kombination var et mysterium,” sagde Protopapa. “Det kraftige 3-mikrometerbånd peger på vandis i komaen. Men de svage eller fraværende bånd ved kortere bølgelængder tyder på, at isen ikke er i den form, vi normalt ser i solsystemets kometer.”

Forklaringen er lysvejen. De svage bånd viser sig kun, når lyset bevæger sig langt gennem is, på samme måde som en tynd flig af tonet glas ser næsten klar ud, mens en tyk blok viser sin farve. I så små og så støvede korn passerer lyset gennem meget lidt is, før det spredes tilbage ud. De svage bånd falmer, mens det kraftige overlever.

Sådan aflæste Webb kometen tre gange

“Vi udformede dette program, så det var klar i det øjeblik, en aktiv interstellar komet blev fundet, og så vi kunne følge den over tid,” sagde Martin Cordiner fra NASA’s Goddard Space Flight Center og Catholic University of America, programmets hovedansvarlige forsker.

Webb rettede sit Near-Infrared Spectrograph mod kometen tre gange over otte måneder, før og efter dens tætteste passage ved Solen. I prismetilstand registrerer det 0,6 til 5,3 mikrometer på én gang, så støv, is og undvigende gas samles i ét spektrum.

Kun det første og tredje besøg blev modelleret. Det midterste, foretaget tættest på Solen, var forurenet af lysende vanddamp, organiske molekyler, nikkelatomer og varmt støv.

Holdet sammenlignede spektrene med modeller for lys, der spredes fra korn af forskellige størrelser og sammensætninger. Korn af ren is samt is blandet med kulstof eller olivin forudsagde enten de svage bånd for kraftigt eller kunne ikke genskabe det stærke. Det bedste match var is blandet med pyroxen, et silikatmineral, der er almindeligt i sten og meteoritter. Ved det sidste besøg, da kometen bevægede sig væk fra Solen, krævede dataene også en anden population af større, isrige korn, stadig omkring en mikrometer store, samt et svagt træk nær 3,1 mikrometer, der stemmer overens med krystallinsk is.

Ulig vores kometer, men lig verdenenerne efter Neptun

Kornstørrelsen er ikke det, der adskiller 3I/ATLAS. Kometen Hartley 2 udsender korn af næsten ren is i tilsvarende størrelse, og kometen Catalinas iskolde korn blev modelleret med højst 1 % støv. Den interstellare komet ligger i den støvede ende af denne skala.

“Kornene i 3I/ATLAS er omtrent lige så store som dem i vores egne kometer,” sagde Protopapa. “Det, der ser ud til at adskille dem, er, hvor meget støv der er blandet ind i isen.”

Overraskelsen kom fra de transneptunske objekter, iskolde legemer, der kredser uden for Neptun og menes at bevare materiale fra solsystemets fødsel. Af de spektralklasser, der blev defineret af Webbs DiSCo-undersøgelse af mellemstore objekter, ligner 3-mikrometerbåndet i 3I/ATLAS mest klassen rig på kuldioxidis, og disse objekter mangler også kraftige bånd ved 1,5 og 2,0 mikrometer. Ligheden ligger i vandisbåndet, ikke i kuldioxiden.

“Ved første øjekast ser 3I/ATLAS anderledes ud end de iskometer, vi kender,” sagde Protopapa. “Men da vi sammenlignede den med fjerne iskolde verdener i vores eget solsystem, virkede den ikke længere malplaceret.”

Sammenligningen går også den anden vej. For disse klasser af fjerne objekter var faldet ved 3 mikrometer fortrinsvis blevet tilskrevet organiske forbindelser og methanol, fordi de svagere vandbånd manglede. Kometen viser, at støvede vandiskorn alene kan frembringe den samme form, så noget af dette signal kan alligevel være vandis.

Hvad én komet ikke kan afgøre

Resultatet bygger på laboratoriedata. Modellen kræver målte optiske egenskaber for vandis, og to standarddatasæt giver mærkbart forskellige båndformer. Forfatterne kan ikke sige, om isen var krystallinsk ved begge besøg, eller om den gik fra en uordnet, amorf form til krystaller, og de efterlyser nye laboratoriemålinger af is på tværs af temperaturer og faser.

Forandringen mellem besøgene har også to forklaringer. “Vi kan endnu ikke afgøre, om ændringerne over tid skyldes, at Solen opvarmer kornene forskelligt ved hver observation, eller nyt materiale, der blev blotlagt, efterhånden som kometens overflade blev eroderet nær Solen,” sagde Michael Kelley fra University of Maryland, artiklens andenforfatter.

Korn i en koma er heller ikke en direkte prøve af kernen og kan være fragmenter af større klumper. Overfladerne på transneptunske objekter er blevet omformet af stråling og nedslag i milliarder af år, så forfatterne advarer mod at læse overensstemmelsen som bevis for identiske fødesteder. Andre forskelle i dens kemi tyder på, at skiven, der dannede 3I/ATLAS, ikke var en kopi af vores. En tidligere analyse sammenlignede i stedet kometen med en rødlig, organisk-rig klasse af fjerne objekter, så forskningsfeltet er ikke nået til enighed.

Så er der stikprøvestørrelsen. Dette er én interstellar komet, set tre gange.

Almindelige spørgsmål om 3I/ATLAS og dens is

Hvad er 3I/ATLAS?

Det er det tredje bekræftede objekt, der er trængt ind i vores solsystem fra det interstellare rum, og en ægte komet med koma og haler. Dens åbne, hyperbolske bane betyder, at den aldrig vender tilbage. Den passerede mellem Jordens og Mars’ baner, da den var tættest på Solen, og kom aldrig i nærheden af Jorden.

Indeholder 3I/ATLAS vand?

Ja. Webb har påvist vanddamp og vandis i dens koma. Den er også usædvanligt rig på kuldioxid: Ved Webbs første observation indeholdt komaen omkring otte gange mere kuldioxid end vand, et af de højeste forhold målt i en komet.

Hvad er transneptunske objekter?

Det er iskolde legemer, der kredser om Solen uden for Neptun, mere end omkring 30 gange afstanden mellem Jorden og Solen, en population, som omfatter Pluto. De har været holdt kolde i milliarder af år og bevarer spor af, hvordan planeterne blev dannet.

Hvor gammel er 3I/ATLAS?

Det ved ingen. Ud fra dens hastighed og retning vurderede én undersøgelse, at den er mellem 7,6 og 14 milliarder år gammel, hvis den kom fra Mælkevejens tykke skive af gamle stjerner, hvilket ville gøre den ældre end det 4,6 milliarder år gamle solsystem. Det skøn er statistisk, ikke en måling.

Hvad sker der nu

Kometen blev opdaget den 1. juli 2025 af ATLAS-surveyteleskopet ved Río Hurtado i Chile. Webb observerede den den 6. august 2025, 22. december 2025 og 1. april 2026, i afstande på 3,3, 2,4 og 5,7 gange afstanden mellem Jorden og Solen fra Solen. Dens tætteste passage ved Solen fandt sted den 29. oktober 2025, i en afstand på 1,36 gange denne afstand. Artiklen udkom i The Astrophysical Journal Letters den 26. oktober 2026 og er underskrevet af 15 forskere fra USA og Europa.

Flere Webb-observationer af solsystemets kometer og nye interstellare besøgende vil afprøve, om 3I/ATLAS er typisk. Vera C. Rubin Observatory, hvis tiårige himmelundersøgelse begyndte i juni 2026, forventes at finde flere af dem. I morgen er det et år siden, 3I/ATLAS rundede Solen, og den er allerede på vej ud af solsystemet igen. Isen, den bærer med sig, ser mindre fremmed ud, end den først forekom.

Reference: Protopapa et al., “JWST Reveals Refractory-rich Water Ice in Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for a Continuum of Grain Properties across Protoplanetary Disks,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aea60d

Tags: astronomi, James Webb Space Telescope, 3I/ATLAS, transneptunske objekter, interstellare objekter, kometer