מחקר ב־Nature Astronomy מצא כי המים בשביט הבין־כוכבי 3I/ATLAS עשירים בדאוטריום פי עשרות לעומת שביטי מערכת השמש. הממצא מרמז כי השביט נוצר בסביבה קרה ושונה מאוד מזו שבה נוצרה מערכת השמש.
השביט הבין־כוכבי 3I/ATLAS, שהתגלה לפני פחות משנה בעת שחצה את מערכת השמש, מספק לאסטרונומים הצצה נדירה לתנאים שבהם נוצרים שביטים ומערכות פלנטריות מחוץ לסביבתנו הקוסמית. מחקר חדש בהובלת אוניברסיטת מישיגן, שפורסם ב־Nature Astronomy, מצא כי המים בשביט מכילים כמות חריגה במיוחד של דאוטריום, איזוטופ כבד של מימן.
דאוטריום הוא גרסה כבדה יותר של מימן. בעוד שבאטום מימן רגיל יש פרוטון אחד בלבד, בדאוטריום יש גם פרוטון וגם נייטרון. כאשר דאוטריום משתלב במולקולות מים, מתקבלים מים עשירים בדאוטריום, ולעיתים מכנים אותם “מים כבדים”. מים כאלה קיימים גם בכדור הארץ וגם בשביטים במערכת השמש, אך לפי המחקר החדש, השיעור שנמדד ב־3I/ATLAS גבוה בהרבה מכל מה שנמדד עד כה בשביטים מקומיים.
לפי החוקרים, היחס בין דאוטריום למימן רגיל במי השביט גבוה פי כ־30 מזה שנמדד בכל שביט ממערכת השמש, וכ־40 מזה שקיים באוקיינוסים של כדור הארץ. לואיס סלזאר מנזאנו, דוקטורנט לאסטרונומיה באוניברסיטת מישיגן והמחבר הראשי של המחקר, אמר כי הממצאים מראים שהתנאים שבהם נוצרה מערכת השמש שלנו אינם בהכרח אופייניים למערכות פלנטריות אחרות בגלקסיה.
היחס בין דאוטריום למימן – טביעת אצבע של תנאי ההיווצרות
היחס הכימי בין דאוטריום למימן משמש מדענים כמעין “טביעת אצבע” של תנאי היווצרות. רמות גבוהות של דאוטריום במים עשויות להעיד על היווצרות בסביבה קרה במיוחד, שבה תהליכים כימיים שונים מעשירים את המים בדאוטריום. במקרה של 3I/ATLAS, החוקרים מסיקים כי השביט נוצר ככל הנראה באזור קר יותר ובעל רמות קרינה נמוכות יותר מאלה שהיו אופייניות לחלקים שבהם נוצרו שביטי מערכת השמש.
לדברי תרזה פאנקה־קארניו, שותפה להובלת המחקר ומרצה לאסטרונומיה באוניברסיטת מישיגן, הממצא מספק הוכחה לכך שהתנאים שהובילו להיווצרות מערכת השמש אינם נפוצים בהכרח בכל מקום בגלקסיה. לדבריה, הדבר אולי נשמע מובן מאליו, אך כדי לבסס זאת מדעית יש צורך במדידות ישירות של עצמים שנוצרו במערכות אחרות.
המחקר התאפשר בזכות שילוב של תזמון ומכשור מתקדם. לאחר גילוי השביט, צוות החוקרים הצליח להשיג זמן תצפית במצפה MDM באריזונה, שם זוהו סימנים מוקדמים לשחרור גז מהשביט. בהמשך שולבו תצפיות ממערך ALMA בצ’ילה, אחד המכשירים הרגישים בעולם בתחום הגלים המילימטריים והתת־מילימטריים. ALMA איפשר להבחין בין מים רגילים לבין מים המכילים דאוטריום, ולחשב את היחס בין שתי הצורות.
מדגם של שלושה עד כה
לפי החוקרים, זו הפעם הראשונה שבה ניתוח מסוג זה בוצע בהצלחה על עצם בין־כוכבי. עד כה התגלו רק שלושה עצמים בין־כוכביים שחצו את מערכת השמש, ובהם 3I/ATLAS. כל עצם כזה הוא הזדמנות נדירה לחקור חומר שנוצר סביב כוכבים אחרים, בלי לשלוח חללית אל מערכת פלנטרית רחוקה.
המשמעות הרחבה של המחקר היא שאסטרונומים יכולים להתחיל להשתמש בשביטים בין־כוכביים כמבחנות טבעיות להבנת היווצרות מערכות פלנטריות ברחבי הגלקסיה. אם בעתיד יתגלו יותר עצמים כאלה, אפשר יהיה להשוות ביניהם ולבדוק עד כמה מגוונים התנאים שבהם נוצרים מים, קרח, שביטים וכוכבי לכת במערכות אחרות.
החוקרים מעריכים כי גילויים כאלה עשויים להפוך לנפוצים יותר עם כניסתם לפעולה של מצפי סקר חדשים, שיסרקו את השמים בתדירות גבוהה וברגישות רבה יותר. עם זאת, פאנקה־קארניו הדגישה גם את החשיבות של שמירה על שמי לילה חשוכים. עצמים בין־כוכביים הם לעיתים קטנים וחיוורים, וזיהום אור ולוויינים בהירים עלולים להקשות על גילויים בזמן.
המחקר אינו קובע מאיזו מערכת כוכבים הגיע 3I/ATLAS, אך הוא מראה שהשביט נשא עמו חתימה כימית של מקום היווצרותו. במקרה הזה, החתימה מצביעה על סביבה שונה מאוד מזו שהולידה את שביטי מערכת השמש. כך הופך גוף קרח קטן, שנפלט ממערכת פלנטרית אחרת ונדד בין הכוכבים, לכלי מחקר על האופן שבו נוצרות מערכות פלנטריות ברחבי שביל החלב.
למאמר המדעי DOI: 10.1038/s41550-026-02850-5
FAQ מהיר
מה מיוחד בשביט 3I/ATLAS?
זהו אחד משלושת העצמים הבין־כוכביים היחידים שהתגלו עד כה במערכת השמש. הוא נוצר כנראה במערכת פלנטרית אחרת ונפלט ממנה לפני שחצה את סביבתנו.
מה גילו החוקרים במים של השביט?
החוקרים מצאו יחס חריג בין דאוטריום למימן רגיל במים של השביט. היחס גבוה בהרבה מזה שנמדד בשביטי מערכת השמש ובאוקיינוסים של כדור הארץ.
למה זה חשוב?
ההרכב הכימי של המים משמש רמז לתנאים שבהם נוצר השביט. במקרה של 3I/ATLAS, הוא מרמז על סביבה קרה יותר ושונה מזו שבה נוצרה מערכת השמש.
עוד בנושא באתר הידען:
