Tähtienvälinen 3I/ATLAS-komeetta. Kuva: ESO / O. Hainaut
Aurinkokuntaan saapunut tähtienvälinen 3I/ATLAS-komeetta saattaa olla yksi vanhimmista koskaan tutkituista taivaankappaleista. Tuoreet havainnot viittaavat siihen, että se on voinut muodostua kauan ennen Aurinkoa – mahdollisesti yli kaksi kertaa oman tähtemme ikäisenä.
Löytö antaa tutkijoille harvinaisen mahdollisuuden tutkia ainetta, joka on syntynyt kokonaan toisessa planeettakunnassa. Samalla se tarjoaa uuden ikkunan maailmankaikkeuden varhaisiin vaiheisiin, jolloin ensimmäiset tähdet ja planeettajärjestelmät olivat vasta muodostumassa.
Euroopan eteläisen observatorion (ESO) Very Large Telescope -teleskoopilla tehdyt havainnot ovat paljastaneet komeetan koostumuksesta yksityiskohtia, joita ei aiemmin ole onnistuttu mittaamaan tähtienvälisistä kohteista. Tutkimuksen toteutti kansainvälinen tutkimusryhmä, jota johti Edinburghin yliopiston tähtitieteilijä Cyrielle Opitom. Tulokset julkaistiin arvostetussa Nature Astronomy -tiedelehdessä.
3I/ATLAS löydettiin vuonna 2025 sen lähestyessä Aurinkoa. Se on vasta kolmas koskaan havaittu tähtienvälinen kappale. Ensimmäinen oli vuonna 2017 löydetty 1I/ʻOumuamua, jonka erikoinen muoto ja käyttäytyminen synnyttivät runsaasti keskustelua tutkijoiden keskuudessa. Toinen oli vuonna 2019 havaittu 2I/Borisov, joka osoittautui komeetaksi.
Tähtienväliset kohteet eroavat tavallisista komeetoista siinä, etteivät ne ole syntyneet Auringon ympärillä. Ne ovat muodostuneet jonkin toisen tähden ympärille ja ajautuneet myöhemmin tähtienväliseen avaruuteen. Miljoonien tai jopa miljardien vuosien kuluttua ne voivat sattumalta kulkea toisen tähtijärjestelmän läpi, kuten nyt on tapahtunut Aurinkokunnassa.
Vaikka tähtitieteilijät ovat pitkään arvioineet, että Linnunradassa liikkuu valtava määrä tällaisia vaeltajia, niitä on havaittu vain kolme. Syynä on niiden pieni koko, suuri etäisyys ja erittäin suuri nopeus. Ne myös viipyvät Aurinkokunnan alueella vain lyhyen aikaa ennen kuin jatkavat matkaansa takaisin tähtienväliseen avaruuteen.
Aiemmista tähtienvälisistä kohteista saatiin vain rajallisesti tietoa niiden koostumuksesta. ʻOumuamuasta ei havaittu käytännössä lainkaan kaasupurkausta, mikä esti tarkemmat kemialliset analyysit. Borisov puolestaan oli tutkijoiden käytettävissä vain lyhyen ajan ja oli huomattavasti himmeämpi kuin nyt havaittu 3I/ATLAS.
Uusi komeetta tarjosi tutkijoille poikkeuksellisen hyvän tutkimuskohteen – sen kirkkaus mahdollisti isotooppisuhteiden mittaamisen erittäin tarkasti. Isotoopit ovat saman alkuaineen erilaisia muotoja, joissa protonien määrä on sama mutta neutronien määrä vaihtelee. Näiden suhteiden tutkiminen on tähtitieteessä tärkeää, sillä ne säilyvät lähes muuttumattomina miljardien vuosien ajan ja kertovat, millaisissa olosuhteissa kappale on syntynyt.
Tutkijoiden mukaan juuri nämä mittaukset muodostavat vahvimman vihjeen komeetan alkuperästä.
Tulosten perusteella 3I/ATLAS näyttää muodostuneen vanhan tähden ympärillä, jonka metallipitoisuus oli hyvin alhainen. Tähtitieteessä metalleiksi kutsutaan kaikkia heliumia raskaampia alkuaineita. Mitä vähemmän tällaisia alkuaineita tähdessä on, sitä aikaisemmassa vaiheessa maailmankaikkeuden historiaa sen uskotaan syntyneen.
Alkuräjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus koostui lähes yksinomaan vedystä ja heliumista. Raskaammat alkuaineet syntyivät vasta myöhempien tähtisukupolvien sisuksissa ja levisivät avaruuteen supernovaräjähdysten mukana. Siksi kaikkein vanhimmat tähdet sisältävät vain vähän raskaita alkuaineita, kun taas Aurinko kuuluu huomattavasti myöhempään tähtisukupolveen.
Tutkimusryhmä arvioi, että myös 3I/ATLAS syntyi tällaisen vanhan tähden ulko-osissa muodostuneessa planeettajärjestelmässä. Useiden toisistaan riippumattomien tutkimusryhmien analyysit viittaavat siihen, että komeetta voisi olla yli kaksi kertaa Auringon ikäinen.
Aurinko on noin 4,6 miljardia vuotta vanha. Jos arvio pitää paikkansa, 3I/ATLAS olisi voinut muodostua yli yhdeksän miljardia vuotta sitten aikana, jolloin Aurinkokuntaa ei ollut vielä olemassa ja Linnunrata oli kemiallisesti hyvin erilainen kuin nykyään.
Yksi tutkimuksen kirjoittajista, Helsingin yliopiston tutkija Rosemary Dorsey, kuvailee havaintoja ainutlaatuisiksi.
– 3I/ATLAS on todella jännittävä mahdollisuus toisen planeettakunnan koostumuksen tutkimiseen. Tällainen järjestelmä muodostui kauan ennen kuin Aurinkomme ja aurinkokuntamme olivat edes olemassa, Dorsey sanoo Helsingin yliopiston tiedotteessa.
Tutkijoiden mukaan havainto osoittaa, että tähtienväliset kappaleet voivat kuljettaa mukanaan tietoa planeettakunnista, joita ei enää välttämättä ole olemassa. Jokainen Aurinkokunnan läpi kulkeva tähtienvälinen vierailija tarjoaa siksi ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia muiden tähtien ympärillä syntynyttä materiaalia ilman, että sinne tarvitsee lähettää avaruusluotainta.
3I/ATLAS jatkaa matkaansa Aurinkokunnan läpi vielä jonkin aikaa. Sen jälkeen se poistuu jälleen tähtienväliseen avaruuteen eikä enää palaa Auringon läheisyyteen.
