За допомогою спектрографа телескопа «Джеймс Вебб» астрономам вперше вдалося виявити водяну пару навколо комети 238P/Read з Головного поясу астероїдів. Моделюючи процеси сублімації водяної криги на поверхні 238P/Read, вчені дійшли висновку, що на ній є кілька ділянок відкритого водяного льоду. Кометі вдалося його вберегти попри те, що вона знаходиться до Сонця ближче, ніж комети з поясу Койпера. Дослідження прийняте до публікації у Nature.
Зображення комети на знімку, який зробив «Джеймс Вебб» за допомогою інструмента NIRCam. Michael S. P. Kelley et al. / Nature, 2023
Що незвичного у знахідці?
Вода є однією з найважливіших молекул, що взяла участь у появі на Землі життя, та грає роль у формуванні планетних систем, подібних нашій Сонячній. Молекули води з міжзоряного середовища потрапляють у молекулярні хмари, де народжуються зорі, а потім залишаються у газопилових дисках навколо світил, де можуть потрапити на планети та менші тіла, як-от астероїди і комети. Під впливом випромінювання батьківської зорі ця вода випаровується. Тому, наприклад, у Сонячній системі, крижані тіла багаті на воду, метан і аміак, знаходяться у поясі Койпера — за орбітою Нептуна, на відстані 30 астрономічних одиниць від Сонця.
Виявити водяну пару навколо комети з Головного поясу астероїдів, де орбіти більшості тіл проходять на відстані 2-3 астрономічних одиниць від Сонця, вперше вдалося за допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб».
Що виявив телескоп?
Завдяки спектрографу NIRSpec на борту «Джеймса Вебба», що працює у середньому інфрачервоному діапазоні, астрономи отримали можливість оцінити хімічний склад коми комети 238P/Read, яку телескоп спостерігав у вересні 2023 після її перигелію — точки найбільшого зближення із Сонцем, яка для 238P/Read складає відстань у 2,3 астрономічної одиниці від світила.
Спектр сонячного світла, що пройшло крізь кому і хвіст комети. NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
На фото комети, які телескоп зробив у ближньому інфрачервоному діапазоні за допомогою камери NIRCam, видно кому і хвіст комети, тобто газ і пил, що оточує її ядро, а також тягнеться за кометою шлейфом. Спектр розсіяного від цього газу та пилу сонячного світла, який вдалося отримати завдяки NIRSpec, показав, що 238P/Read оточує велика кількість водяної пари, 300 грамів якої щосекунди покидають поверхню комети. На думку астрономів, поверхня комети вкрита водяною кригою приблизно на 0,03-0,11 квадратні кілометри.
Цікаво, що кома і хвіст 238P/Read, на відміну від інших комет, не містила вуглекислого газу у можливих для виявлення кількостях — першого за частотою виявлення компоненту у складі комет. Таким чином, поява коми у 238P/Read пов'язана саме з випаруванням води. Це пояснює і змінність кометної активності 238P/Read, яка періодично зникає, згідно з ранішими спостереженнями за кометою. Втім, відсутність вуглекислого газу ще слід пояснити, адже на думку астрономів, така особливість 238P/Read може вказувати на інакші умови її формування або еволюції, порівняно з іншими кометами Головного поясу.
Раніше ми розповідали, як астрономам вдалося постежити за руйнуванням комети через зближення з Сонцем. Їхні спостереження допоможуть краще зрозуміти, як на комети впливає сонячне випромінювання.