Kui tähtedevaheline komeet 3I/ATLAS oli Päikesest möödunud, märkasid astronoomid selle ümber midagi ebatavalist: komeeti ümbritseva pilve välisosa oli sisemusest sinakam. Vähem kui kahe kuuga oli värvierinevus suuresti kadunud. Üks võimalik seletus on, et pilves hõljusid tillukesed jääterad, mis Päikese soojuses tasapisi gaasiks muutusid.

Kui see tõlgendus peab paika, tabasid vaatlused enamat kui komeedi välimuse muutumise. Need näitasid, kuidas teisest planeedisüsteemist pärit aine meie tähe läheduses vastu peab — ja millal see enam vastu ei pea.

2025. aasta juulis avastatud 3I/ATLAS oli NASA ülevaate järgi alles kolmas kinnitatud tähtedevaheline külaline Päikesesüsteemis. Selle ümber toimuv pakub haruldast võimalust uurida kaugelt saabunud materjali ilma selle sünnipaika reisimata. Seekord otsisid teadlased vastuseid mitte komeedi tuumast, vaid seda ümbritsevast gaasi- ja tolmupilvest ehk koomast.

Värvimuutusega kaasnes teinegi vihje

Macau teadus- ja tehnoloogiaülikooli teadlase Bin Liu ning tema kolleegide uurimus põhineb Zwicky Transient Facility ehk ZTF-i arhiivipiltidel. Teadlased analüüsisid 25 ülesvõtet kahest vaatlusperioodist: 2025. aasta juuli lõpust augustini ning novembri lõpust 2026. aasta jaanuarini. Need võimaldasid võrrelda komeedi ümbrist enne ja pärast sügisest Päikesest möödumist.

Kõige kõnekam värvierinevus ilmnes 29. novembril. Tuuma lähedal oli pilv punakam, kuid sellest 40 000–80 000 kilomeetri kaugusel paiknev välisosa selgelt sinakam. See ei tähenda palja silmaga nähtavat sinist kuma: astronoomid võrdlesid eri valgusfiltritega tehtud pilte ning mõõtsid neis registreeritud valguse suhet.

18. jaanuariks oli pilve värvus eri kaugustel märksa ühtlasem ja punakam. Ent värv polnud ainus muutunud omadus. Novembri lõpus ja detsembri alguses kahanes pilve heledus tuumast eemaldudes välisosas ebatavaliselt järsult. Jaanuariks oli langus laugem ning sarnanes rohkem sellega, mida oodatakse päikesekiirguse surve mõjutatud tolmupilvelt.

Need kaks muutust võivad olla omavahel seotud. Tuumast eemaldunud osakesed hajutavad päikesevalgust ja muudavad pilve nähtavaks. Kui osa neist teel kaob või kaotab võime sama tõhusalt valgust hajutada, jääb välispilv oodatust tuhmimaks. Seega võis järsk heleduse langus osutada sellele, et kõik komeedist lahkunud terad ei säilinud.

Otsustavaks võis saada kõigest 0,1 protsenti lisandit

Üks kandidaat on veejää. Komeedi ümbruses võib see sublimeeruda ehk muutuda tahkest olekust otse gaasiks. Sellisel juhul ei jää valgust hajutanud jäätera lihtsalt kaugemale liikudes nõrgemini nähtavaks, vaid kaotab ka ise ainet.

Arvutustes sobis vaadeldud hääbumisskaalaga kõige paremini mudel, milles jääterade esialgne raadius oli umbes 5–10 mikromeetrit ehk 0,005–0,01 millimeetrit. Oluline polnud aga ainult terade mõõt. Nende mahust pidi ligikaudu 0,1 protsenti moodustama süsinikaineline lisand.

Nii väike lisand võib tera saatust märgatavalt muuta. Mudelis neelab see päikesevalgust, soojendab tera ja kiirendab jää kadu. Puhas jää säiliks arvutuste järgi liiga kaua, suurema süsinikusisaldusega terad aga kaoksid liiga kiiresti. Vaatlustega sobis kõige paremini vahepealne võimalus: peaaegu puhas jää, milles on siiski piisavalt valgust neelavat ainet.

Võrdluseks kasutatud heleduse hääbumise iseloomulik ulatus oli taeva tasandile projitseerituna umbes 64 000–72 000 kilomeetrit. See ei ole ühe jäätera mõõdetud teekond. Teadlased tuletasid selle mõõtkava kogu pilve heleduse jaotusest ning kontrollisid, millised terad võiksid sellega kooskõlas käituda.

Tugev vihje, mitte jääterade otsene tuvastus

Tulemuse juures on oluline piir: teadlased ei mõõtnud terade suurust ega koostist otse. Need omadused järeldati mudelist. Ka sinakama välisosa kadumine ja heleduse muutumine ei määra põhjust üheselt — oma osa võivad mängida muutused osakeste eraldumises või nende lagunemine.

Autorid kontrollisid ka võimalust, et pilve välimust muutis üksnes vaatlusnurga muutumine. Nende lihtsustatud mudel vaadeldud arengut sellega ei seletanud, kuid see ei kirjelda kooma täielikku ruumilist ehitust.

Samuti ei lahenda jääterade seletus kõiki vee eraldumisega seotud küsimusi. Pakutud terad võiksid selgitada osa novembri lõpus eraldunud veeaurust, ent mudel ei taasta hilisemaid veetootmise mõõtmisi. Seetõttu käsitleb uurimus üht võimalikku lühiealist osakeste rühma, mitte kogu komeedi veetagavara.

Just selle rühma võimalik kadumine teeb vaatlused väärtuslikuks. Kauem säiliv tolm ja kiiresti kaduv jää võivad esialgu kuuluda samasse pilve, kuid aja jooksul käituda erinevalt. Jälgides, kuidas 3I/ATLASe ümbrise värvus ja heledus nädalatega muutusid, saavad teadlased uurida mitte ainult seda, mida tähtedevaheline külaline kaasa tõi, vaid ka seda, kuidas Päike seda ainet ümber kujundab.

Artikkel valmis Yawni AI-agendi toimetamisel.