Mezihvězdná kometa 3I/ATLAS se přiblížila k Zemi a nabízí vzácnou šanci nahlédnout do hlubin jiné sluneční soustavy. Snímky z Hubbleova a Webbova teleskopu i sondy Juice zachycují jedinečné detaily tohoto rychlého a pomíjivého posla z hvězd.
Slavná kometa 3I/ATLAS, o které se v posledních měsících mluví, se chystá opustit naši sluneční soustavu a znovu se ztratit v mezihvězdném prostoru. Loučí se však ve velkém stylu a poskytuje nám jedny z nejjasnějších a nejdetailnějších fotografií jiného mezihvězdného objektu.
Pro astronomy je každý nový snímek ryzím zlatem: nejen estetickou příležitostí, ale i přímým oknem do surového materiálu, z něhož se zformoval jiný planetární systém. A na rozdíl od komet „u nás doma“ se 3I/ATLAS nikdy nevrátí: je to jedinečný, jednorázový návštěvník.
3I/ATLAS se dostává do nejbližšího bodu k Zemi
Existence 3I/ATLAS se stala známou koncem června, kdy ji detekoval systém teleskopů ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), což je program sledování financovaný NASA, jehož cílem je lokalizovat potenciálně nebezpečné objekty blížící se k Zemi. V červenci bylo potvrzeno, že její dráha je hyperbolická, což znamená, že není gravitačně vázána na Slunce, a byla oficiálně zařazena na seznam třetích známých mezihvězdných objektů po slavné 1I/ʻOumuamua (2017) a kometě 2I/Borisov (2019).
Od té doby strávila 3I/ATLAS několik posledních měsíců cestováním vnitřní sluneční soustavou odhadovanou rychlostí přibližně 210 000 km/h, což je rychlost mnohem vyšší než u většiny komet, které se pohybují kolem Slunce. Právě tato mimořádná rychlost je známkou jejího mezihvězdného původu: přichází „zvenčí“ a po své návštěvě bude pokračovat v cestě, aniž by se ohlédla.
Tato velkolepá ledová koule, která při zahřívání chrlí proudy plynu a prachu, dosáhne nejbližšího bodu k Zemi 19. prosince, kdy bude od ní vzdálena asi 270 milionů kilometrů. To je téměř dvojnásobek vzdálenosti mezi naší planetou a Sluncem, takže pro nás nepředstavuje žádné nebezpečí, ale je to výjimečná vědecká příležitost.
Z astronomického hlediska je 270 milionů kilometrů „pohodlné přiblížení“: dostatečně daleko na to, aby bylo bezpečné, ale zároveň dostatečně blízko, aby velké dalekohledy mohly podrobně studovat její složení, aktivitu a strukturu komy a ohonu.
Očekává se, že až se přiblíží k Zemi, bude ji v infračerveném oboru opět pozorovat vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST ), zatímco ji bude sledovat také nespočet pozemních vědeckých observatoří a amatérských astronomů. Když jde o tajemného návštěvníka z neznámých míst, počítá se každé pozorování: každý detail může odhalit, jaké jsou komety v jiných hvězdných systémech a jak moc se podobají – nebo nepodobají – tomu našemu.
Kromě toho se 3I/ATLAS zapojuje do mezinárodně koordinovaných pozorovacích kampaní, které kombinují data z optických, infračervených a rádiových teleskopů. Cílem je rekonstruovat co nejúplnější portrét tohoto objektu dříve, než navždy zmizí ve tmě.
Proč je 3I/ATLAS tak výjimečný
Průlet komety v blízkosti Země není sám o sobě vzácným jevem. Co je však na kometě 3I/ATLAS výjimečné, je její mezihvězdný původ. To znamená, že se nezformovala v oblaku plynu a prachu, z něhož vzniklo Slunce a planety, ale v úplně jiném hvězdném systému. Astronomové to vědí z několika důvodů:
- Hyperbolická dráha: Její trajektorie není uzavřená elipsa kolem Slunce, ale otevřená křivka. Jinými slovy, vstupuje do ní, prochází jí a opouští ji, aniž by uvízla v pasti.
- Nadměrná rychlost: I mimo vliv Slunce se pohybuje příliš rychle na to, aby byla vyvržena z oblaku vzdálených komet (hypotetický Oortův oblak) v naší soustavě.
- Neobvyklý sklon a směr: Její dráha neodpovídá typickým rodinám komet, které známe, což posiluje domněnku, že přišla odjinud.
Takové objekty jsou nesmírně cenné, protože jsou „volnými“ vzorky jiných planetárních systémů. Namísto vyslání sondy k jiné hvězdě – což je něco, co je technologicky mimo náš dosah – nám vesmír čas od času přináší fragmenty takových soustav.
Srovnání 3I/ATLAS s kometami v naší sluneční soustavě nám odpoví na klíčové otázky: Mají stejný podíl vodního ledu, oxidu uhličitého nebo oxidu uhelnatého? Mají stejné minerály? Vznikaly za podobných teplot? Každá odlišnost či podobnost pomůže pochopit, zda je vznik planet a komet univerzálním procesem, nebo zda je naše sluneční soustava v jistém smyslu zvláštní.
Obrázků je pro nás více
Jak se k nám kometa stále více přibližuje, sondy provozované NASA a Evropskou kosmickou agenturou (ESA) provádějí co nejvíce detailních pozorování. Jde o to, aby se využila jakákoli příznivá geometrie – ať už z oběžné dráhy Země, ze sousedství Jupiteru, nebo dokonce ze sond na cestě k jiným cílům – k pozorování komety z různých úhlů a vzdáleností.
Tato strategie již byla použita u jiných nebeských jevů, jako jsou průlety jasných komet nebo dopady na Jupiter, a umožňuje sestavit mnohem bohatší mozaiku dat, než by mohla poskytnout jediná observatoř.
Hubble to umí znovu
Ve čtvrtek 4. prosince NASA sdílela nejnovější snímek 3I/ATLAS, který pořídil Hubbleův vesmírný dalekohled. Pozorování bylo provedeno pomocí kamery Wide Field Camera 3, jednoho z nejuniverzálnějších přístrojů dalekohledu, který je schopen zachytit jak viditelné, tak blízké infračervené světlo.
Jasná bílá tečka uprostřed snímku ukazuje jádro komety (její hlavní těleso), pravděpodobně blok ledu a horniny o průměru jen několika kilometrů, obklopený komou, tedy zářící atmosférou plynu a prachu, která se uvolňuje z jejího povrchu při zahřívání a pod tlakem slunečního záření a slunečního větru se nakonec vlévá do jejího ohonu.
V pozadí se rozprostírají dlouhé pásy hvězd, protože Hubbleova kamera se stále zaměřuje na rychle se pohybující kometu. Tento efekt, známý jako “ trailing“, je způsoben tím, že dalekohled sleduje pohyb komety, aby nedocházelo k rozmazání, což způsobuje, že objekty v pozadí se zdají být „roztažené“.
Snímky pořízené Hubblem nejsou jen velkolepé: umožňují s velkou přesností změřit zdánlivou velikost komy, tvar ohonu a rychlost produkce plynu a prachu. Na základě těchto údajů mohou vědci odhadnout, kolik hmoty kometa za sekundu ztrácí a jak se její aktivita mění při vzdalování od Slunce.
Při předchozích pozorováních jiných komet Hubble dokonce detekoval jednotlivé výtrysky plynu vycházející z určitých oblastí jádra, což odhalilo, že povrch komety není aktivován rovnoměrně, ale v „skvrnách“, které se rozsvěcují a zhasínají v závislosti na osvětlení Slunce. Vědci očekávají, že podobné – nebo možná zcela odlišné – chování bude pozorováno i u 3I/ATLAS.
ESA nezůstává pozadu
Ve stejný den se ESA podělila o svůj nejnovější snímek komety, který pořídila orbitální sonda Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) na své cestě za studiem Jupiterových ledových měsíců z hlediska možného obyvatelného prostředí.
Juice pořídil snímek 2. listopadu, několik dní po nejtěsnějším přiblížení komety 3I/ATLAS ke Slunci ( perihel). V té době se kometa již nacházela ve „výstupní“ fázi své návštěvy vnitřní sluneční soustavy, ale stále byla pozoruhodně aktivní.
Juice, která je blíže k cíli než Hubblův teleskop (vzdálená pouhých 41 milionů mil, tedy 66 milionů kilometrů), nám ukazuje kometu překypující aktivitou. Snímek byl pořízen jednou z jejích navigačních kamer, které byly původně určeny k tomu, aby pomohly sondě najít cestu, ale v tomto případě byly využity pro vědecké účely.
„Nejenže jasně vidíme jasné halo plynu obklopující kometu, známé jako její koma, ale vidíme také náznak dvou ohonů,“ uvedl mluvčí ESA v prohlášení.
„Plazmový ohon“ komety, tvořený elektricky nabitým plynem, se táhne směrem k horní části snímku. Můžeme také vidět slabší ‚prachový ohon‘, složený z drobných pevných částic, který se táhne směrem k levému dolnímu okraji snímku,“ dodává.
Přítomnost dvou odlišných ohonů je pro aktivní komety typická, ale v případě mezihvězdného objektu, jako je 3I/ATLAS, je tato struktura obzvláště zřetelná. Naznačuje, že kometa silně interaguje se slunečním větrem – proudem nabitých částic emitovaných Sluncem – a že její složení umožňuje vznik velkého množství ionizovaného plynu.
Navíc skutečnost, že mise věnovaná Jupiterovým měsícům může mimoděk studovat mezihvězdnou kometu, velmi dobře ilustruje, jak moderní kosmický výzkum sází na všestrannost: každý přístroj je využit na maximum, a to i u cílů, které nebyly v původním scénáři.
Úloha Jamese Webba a pozemních observatoří
Zatímco Hubblův teleskop a Juice nám nabízejí pohledy ve viditelném světle, vesmírný dalekohled Jamese Webba přináší něco jiného: možnost pozorovat kometu v infračervené oblasti spektra, kde horké molekuly a prachová zrnka obzvlášť dobře září.
Webbův teleskop může ve světle komety detekovat „otisky prstů“ různých chemických sloučenin, jako je voda, oxid uhličitý, oxid uhelnatý, metan nebo složitější organické molekuly. To umožňuje přímé srovnání chemického složení komety 3I/ATLAS s chemickým složením komet ve sluneční soustavě.
Pokud by byly zjištěny výrazné rozdíly – například velmi odlišný podíl ledu nebo přítomnost vzácných molekul – bylo by to vodítkem, že kometa vznikla ve fyzikálním nebo chemickém prostředí, které se velmi liší od prostředí našeho protoplanetárního oblaku. Pokud by se naopak ukázalo, že je nápadně podobná té naší, posílilo by to myšlenku, že procesy vzniku komet jsou poměrně univerzální.
Kromě toho existují i pozemní pozorování. Velké dalekohledy, jako je Very Large Telescope (VLT ) v Chile, Gran Telescopio Canarias nebo zařízení na Havaji a jinde, sledují vývoj jasnosti komety, jejího spektra a tvaru ohonu. I skromnější dalekohledy, provozované univerzitami a pokročilými amatéry, přispívají fotometrickými (změny jasnosti) a astrometrickými (přesná poloha) měřeními.
Takové koordinované kampaně umožňují pokrýt prakticky všechny vlnové délky, od ultrafialové až po rádiové vlny, a sledovat kometu téměř bez přerušení při jejím přechodu přes oblohu.
Co nám snímky říkají
Přestože Juice pozoroval 3I/ATLAS pomocí pěti vědeckých přístrojů po dobu dvou dnů, stále nevíme, co tyto přístroje pozorovaly. Dosud zveřejněné snímky jsou jen špičkou ledovce: tou „hezkou“ a rychle zpracovatelnou částí. Za ní se skrývá obrovský objem nezpracovaných dat, která vyžadují měsíce kalibrace, analýzy a ověřování.
Přístroje Juice, které byly na kometu namířeny, zahrnují vědecké kamery, spektrometry (které rozkládají světlo na jednotlivé barvy a slouží k identifikaci chemických látek) a senzory určené ke studiu magnetických polí a nabitých částic. Přestože jsou určeny ke zkoumání prostředí kolem Jupiteru a jeho měsíců, jsou schopny zaznamenat i interakci slunečního větru s komou a ohonem aktivní komety.
Podle organizace tomu tak bude minimálně do konce příštího roku, protože kompletní soubor dat dorazí na Zemi až koncem února 2026.
Je to proto, že Juice v současné době používá svou hlavní anténu jako tepelný štít při blízkém průletu kolem Slunce a menší, méně účinnou anténu k odeslání svých pozorování k nám. Tato konfigurace omezuje rychlost přenosu dat, takže sonda musí upřednostňovat, co odeslat jako první a co může počkat.
Jakmile bude hlavní anténa opět k dispozici pro vysokorychlostní komunikaci, začne odesílat hromadná vědecká data, která pak projdou dlouhým procesem zpracování: korekcí chyb, odstraněním šumu, kalibrací se známými standardy a nakonec fyzikální interpretací.
Ačkoli z těchto snímků bez dat, na nichž by bylo možné postavit solidní vědecký základ, můžeme získat jen málo informací, slouží fotografie jako důrazná připomínka toho, že lidský výzkum vesmíru přináší nečekané výsledky. Nikdo nepočítal s tím, že Juice bude fotografovat mezihvězdné komety, a přesto je zde a fotografuje jednu z nich s nebývalou jasností.
Vědci doufají, že až budou všechna data na stole, pomůže 3I/ATLAS odpovědět na otázky, které dalece přesahují rámec jedné komety: Jak se tato tělesa formují a vyvrhují ze svých domovských soustav? Kolik jich v tichosti křižuje galaxii? Mohly přenášet organické molekuly – nebo dokonce vodu – mezi hvězdami a osít tak vzdálené oblasti základními složkami života?
Prozatím je jisté pouze to, že jsme svědky historického okamžiku: je to potřetí, co má lidstvo možnost zblízka studovat posla z jiné hvězdy. A soudě podle snímků z Hubblova teleskopu, Juice a dalších observatoří využívá 3I/ATLAS své krátké návštěvy k tomu, aby se ukázal v celé své kráse.