Tým Evropské jižní observatoře právě vnesl světlo do jedné z nejzajímavějších záhad současné astronomie: mezihvězdná kometa 3I/ATLAS se mohla zformovat v mimořádně staré sluneční soustavě, jejíž stáří je nejméně 9 miliard let do minulosti. Tento objev, publikovaný v časopise Nature Astronomy, představuje tohoto kosmického návštěvníka jako skutečnou relikvii z počátků vesmíru a nabízí bezprecedentní pohled na vzdálené světy, kam se s naší současnou technologií ani nemůžeme dostat.
Ani vesmírná loď, ani sci-fi: fascinující kometa sama o sobě
Nejpoutavější titulky spekulovaly o možnosti, že by 3I/ATLAS mohla být mimozemská loď. Není. A pokud jí někdy byla, její kometární převlek byl bezchybný. Skuteční odborníci na malá tělesa sluneční soustavy, tedy ti vědci, kteří zasvětili svou kariéru konkrétnímu studiu meteoroidů a komet, to měli jasné od samého začátku: měli jsme před sebou kometu. Je třeba zdůraznit, že nestačí být astrofyzikem, aby člověk mohl s autoritou hovořit o tomto typu objektů; klíčem je specializace.
To, co je na 3I/ATLAS skutečně mimořádné, však nevyžaduje fantastická vysvětlení. Jedná se o těleso, které vzniklo velmi daleko od naší soustavy, v jiné planetární soustavě, pod vlivem jiné hvězdy a za podmínek radikálně odlišných od těch, v nichž vznikly Jupiter, Mars, Kuiperův pás, Slunce nebo my sami. Před ním jsme znali pouze dva mezihvězdné objekty: ‚Oumuamua a Borisov. Velký rozdíl je v tom, že 3I/ATLAS umožnil mnohem delší a podrobnější studium než jeho předchůdci, což nyní přináší své plody.
Izotopy: čárový kód vesmíru
Jak se vědcům daří zjistit stáří objektu, ke kterému se nikdo nemohl fyzicky přiblížit? Nebyly k němu vyslány žádné sondy, nebyly odebrány žádné vzorky a do naší atmosféry nespadly žádné úlomky. Odpověď spočívá ve světle. Když se sluneční záření odráží od povrchu, ohonu a komy komety 3I/ATLAS – tedy toho zářivého plynného obalu, který obklopuje jádro komety –, přítomné chemické prvky absorbují část světelné energie a zanechávají jedinečnou stopu, srovnatelnou s čárovým kódem. Díky této technice, zvané spektroskopie, byla na kometě potvrzena přítomnost vody, uhlíku a dusíku.
Skutečně přínosné však není jen to, jaké prvky kometa obsahuje, ale jaké varianty každého z nich se v ní vyskytují. Tyto varianty se nazývají izotopy. Pro lepší pochopení: všechny atomy uhlíku mají šest protonů, ale počet neutronů se liší. Je-li neutronů šest, hovoříme o uhlíku 12; je-li jich osm, jedná se o známý uhlík 14. Poměr mezi různými izotopy téhož prvku poskytuje velmi cenné informace o podmínkách, za nichž se daný objekt vytvořil. Aravind Krishnakumar, výzkumník z Univerzity v Lutychu a spoluautor studie, to shrnuje takto: „Na rozdíl od komet v naší sluneční soustavě má tento mezihvězdný návštěvník neobvykle vysoké izotopové poměry uhlíku a dusíku.“
Sluneční soustava, která vznikla téměř na samém počátku všeho
Tyto velmi vysoké izotopické poměry naznačují, že 3I/ATLAS vznikl v okolí hvězdy s nízkou metalicitou. V astrofyzice se metalicita používá k měření množství těžkých chemických prvků ve hvězdě, tedy všech prvků složitějších než vodík a helium. Tyto těžké prvky vznikají, když hvězdy explozivně zanikají jako supernovy, a hromadí se generaci za generací hvězd. Čím je tedy hvězda starší, tím méně těžkých prvků obsahuje, protože vznikla v době, kdy byl vesmír příliš mladý na to, aby stihl recyklovat dostatečný počet předchozích generací hvězd.
Vezmeme-li v úvahu, že vesmír je starý 13 800 milionů let, že první hvězdy se objevily před asi 13 600 miliony let a že naše Slunce je staré 4 500 milionů let, mateřská hvězda systému 3I/ATLAS, stará nejméně 9 000 milionů let, by vznikla někde uprostřed mezi počátkem vesmíru a vznikem naší sluneční soustavy. Spoluautorka Rosemary Dorseyová, výzkumnice z Helsinské univerzity, zdůrazňuje význam tohoto objevu: „3I/ATLAS představuje skutečně vzrušující příležitost prozkoumat složení jiného planetárního systému, který vznikl dlouho předtím, než naše Slunce a naše sluneční soustava vůbec existovaly.“
Kosmické sousedství stejného původu
Je třeba připomenout, že všechna tělesa v našem kosmickém okolí sdílejí společný původ a podobné stáří. Naše hvězda vznikla před 4,6 miliardami let z mlhoviny, která před něco málo přes 4,5 miliardami let zrodila také planety, asteroidy a komety. Ačkoli se Země může jevit jako radikálně odlišná od Měsíce či Pluta, všechna tato nebeská tělesa vykazují chemické podobnosti, které se v jiných hvězdných soustavách nemusí nutně opakovat.
Ve skutečnosti již před několika měsíci časopis Nature Astronomy zveřejnil další výzkum týkající se této komety. V této studii, založené na datech z projektu ALMA, vědci dospěli k závěru, že kometa 3I/ATLAS vznikla v extrémně chladném prostředí s velmi nízkou úrovní záření. „Vznikla na místě, které se velmi liší od naší sluneční soustavy,“ konstatovali autoři. Nové výsledky nyní do této skládačky přidávají klíčový kousek: nejenže podmínky byly odlišné, ale systém, v němž vznikla, byl nesrovnatelně starší než ten náš.
3I/ATLAS je v konečném důsledku zkamenělinou raného vesmíru. Stejně jako nám vykopávky v hlubinách Země umožňují poznat její dávnou minulost, musíme se ponořit do hlubin vesmíru, abychom odhalili jeho historii. A vzhledem k tomu, že hvězdy za Sluncem se nacházejí ve vzdálenostích, které jsou pro nás v současnosti nedosažitelné, má věda povinnost vytěžit maximum z každého úlomku jiného světa, který se z kosmických hlubin vynoří a zkříží nám cestu.
Výzkumníci měli to štěstí, že objekt 3I/ATLAS zachytili s dostatečným předstihem, což jim zaručuje mnohem delší období pozorování, než jaké měli v případě objektů ‚Oumuamua a Borisov. Skutečný důvod vědeckého nadšení však nemá nic společného s fantaziemi o umělém původu. Zájem spočívá v mnohem hlubších otázkách: v chemii vesmíru a vlastnostech těchto vzdálených světů, které, alespoň prozatím, zůstávají zcela mimo náš dosah.