Изотопный состав 3I/ATLAS говорит о ее древности

Владислава Ананьева Межзвездные кометы, пролетающие через внутреннюю область Солнечной системы, дают уникальную возможность изучить вещество других планетных систем. Особенно информативным оказывается изучение изотопных отношений различных элементов, потому что они чувствительны к физическим условиям при формировании кометных ядер.  3I/ATLAS – вторая межзвездная комета и третий межзвездный объект, пролетевший сквозь Солнечную систему. Она была открыта в июле 2025 года, 29 октября прошла перигелий, а теперь удаляется, быстро уменьшая свою яркость и темпы потери вещества. С момента открытия к комете было приковано внимание научного сообщества, ее наблюдали на крупнейших инструментах, как наземных, так и космических, в диапазоне от ультрафиолета до радиоволн. 10 марта 2026 года в Архиве электронных препринтов появились три статьи от независимых научных коллективов, посвященных измерению в коме кометы изотопных отношений D/H, ¹²C/¹³C и ¹⁴N/¹⁵N. Измеренные соотношения заметно отличаются от аналогичных соотношений вещества Солнечной системы, рисуя согласованную картину формирования 3I/ATLAS. Авторы первой статьи получили спектры кометы с помощью ИК спектрографа NIRSpec на борту JWST 22 и 23 декабря 2025 года. Высочайшее качество спектров позволило разделить линии водяного пара, углекислого и угарного газов и их изотопологов HDO, ¹³CO₂ и ¹³CO, и определить D/H и ¹²C/¹³C. Они нашли, что D/H = 0.95 ± 0.06%, что в 61 раз больше, чем в воде Мирового океана. Авторы второй статьи наблюдали линии дейтерированного водяного пара HDO с помощью миллиметрового радиотелескопа ALMA. Они получили нижний предел на содержание дейтерия: D/H > 0.66%. Обе величины согласуются друг с другом, говоря о сильном обогащении льдов 3I/ATLAS дейтерием. Авторы первой и третьей статей измеряли изотопные отношения углерода ¹²C/¹³C. Если авторы (1) искали ¹³C в составе углекислого и угарного газов, то авторы (3) – в составе циана CN. Тем не менее, обе группы получили согласованные результаты. По мнению авторов (1) ¹²C/¹³C в составе углекислого газа оценивается в 141-191 и в составе угарного газа – в 123-172. По мнению (3), отношение ¹²C/¹³C в составе кометного циана оценивается в 147 ⁺⁸⁷/_-40. Для сравнения, отношение ¹²C/¹³C в составе многих тел Солнечной системы (в метановых льдах Макемаке и Эриды, в атмосферном метане Юпитера и Сатурна, в углекислом газе Марса и Венеры, в нерастворимом остатке углистых хондритов) оно близко к аналогичному отношению в осадочных породах Земли – 89.4, и отличается от него не более чем на несколько процентов. Таким образом, можно констатировать, что 3I/ATLAS заметно обогащена легким изотопом углерода.