شوهد غاز الميثان وهو ينطلق من المذنب 3I/ATLAS، وهي المرة الأولى التي يتم فيها التعرف على الغاز على جسم بين النجوم. كما أن كمية الميثان، بالنسبة إلى الماء، أكبر أيضًا مما يُشاهد عادة في المذنبات القادمة من نظامنا الشمسي، مما يسلط الضوء بشكل أكبر على مدى اختلاف هذا الزائر بين النجوم عن الأجسام الموجودة في جوارنا الكوني.
ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي رصد (JWST) في البداية المذنب بين النجوم باستخدام أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) في 15-16 ديسمبر 2025، عندما 3I/ATLAS كان 205 مليون ميل (330 مليون كيلومتر أو 2.20 الوحدات الفلكية) من شمس. لكن حدثت مشكلة في اثنتين من عمليات الرصد، حيث فشلتا في الحصول على نجمة دليلية حتى يتمكن التلسكوب من التوجيه بدقة. وهذا يعني أنه لا بد من تكرار هاتين الملاحظتين لاحقًا، في 27 ديسمبر، عندما كان 3I/ATLAS على بعد 236 مليون ميل (380 مليون كيلومتر أو 2.54 AU) من الشمس.
وكما حدث، تبين أن هذه الملاحظات المتكررة كانت محض صدفة.
وجاءت مجموعتا الملاحظات بعد أقل من شهرين من وصول 3I/ATLAS الحضيض الشمسي – أقرب نقطة له من الشمس – في 29 أكتوبر 2025. أدى التسخين الإضافي من الشمس إلى تسخين سطح المذنب، مما زاد من كمية إطلاق الغازات من المذنب، ولكن مستوى إطلاق الغازات بدأ في الانخفاض مع تحرك المذنب بعيدا.
اكتشف MIRI تدفق بخار الماء على مسافات كبيرة من نواة المذنب، حيث تبخرت الحبوب الجليدية في الذؤابة (الغلاف الجوي الغازي المحيط بنواة المذنب الصلبة).
ومع ذلك، هذا هو المكان الذي ظهرت فيه الملاحظات التي تم إجراؤها في 27 ديسمبر: لاحظ تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن إنتاج بخار الماء انخفض بشكل حاد بين 16 و27 ديسمبر، مما يشير إلى أن التسخين الشمسي كان يتلاشى وأن المزيد من الجليد المائي ظل متجمدًا، خاصة أنه بحلول ذلك الوقت كان 3I/ATLAS قد عبر “خط الثلج”، وهي المسافة من الشمس التي تكون درجات الحرارة بعدها منخفضة بما يكفي ليتجمد بخار الماء ويتحول إلى جليد.
“خط الجليد المائي في النظام الشمسي كتب فريق البحث، بقيادة ماثيو بيلياكوف من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في ورقتهم العلمية: “يقع حوالي 2.5AU، ومع اقتراب 3I ATLAS من تلك المسافات التي مركزها الشمس، بدأ إنتاج المياه من أبرد المناطق على سطح 3I وغيبوبةه في التوقف. وفي الوقت نفسه، بسبب انخفاض ضغط البخار، من المتوقع أن يظل ثاني أكسيد الكربون والميثان نشطين بالكامل”.
اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أيضًا غاز ثاني أكسيد الكربون وحتى بخار النيكل، وهو ما يطابق الملاحظات السابقة ويؤكد أن 3I/ATLAS يحتوي على وفرة كبيرة بشكل مدهش من ثاني أكسيد الكربون مقارنة ببخار الماء.
لكن الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو اكتشاف غاز الميثان لأول مرة. على الرغم من أنه ليس غازًا نادرًا، إلا أنه لم يتم اكتشافه في أي من الجسمين الموجودين بين النجوم السابقين اللذين شوهدا أثناء مرورهما عبر النظام الشمسي، ولم يصبح واضحًا إلا في 3I/ATLAS بعد الحضيض الشمسي.
ربما يكون سبب تأخر ظهوره هو أن الميثان مدفون بشكل أعمق في نواة المذنب، واستغرق الأمر وقتًا حتى تصل حرارة الشمس إلى تلك الأعماق وتدفئ الميثان بما يكفي ليتصاعد وينفجر. ذات مرة، ربما كان المذنب يحتوي على غاز الميثان بالقرب من السطح أو حتى عليه، لكنه فقد في الفضاء منذ فترة طويلة.
“قد يعني هذا أن 3I خضع سابقًا لفترة من التسخين الكبير داخل نظامه الكوكبي قبل قذفه في البرد وسط بين النجوم كتب الباحثون: “إن ذلك قد استنزف الميثان في الطبقات الخارجية. وبالتالي، فإن الخزان الباقي من جليد الميثان البدائي يتواجد في العمق ولم يتم تنشيطه بالكامل إلا بعد انتشار الموجة الحرارية الناجمة عن ممر الحضيض الشمسي 3I إلى الداخل”.
ويشيرون أيضًا إلى أن تأخر إنتاج الميثان ينعكس في تأخير مماثل في إنتاج غاز أول أكسيد الكربون، والذي أصبح ملحوظًا في ديسمبر من خلال خضوعه لزيادة قدرها 40 ضعفًا مقارنة بثاني أكسيد الكربون.
جانب آخر رائع هو أن الميثان، مثل ثاني أكسيد الكربون، يتمتع أيضًا بوفرة عالية بشكل مدهش مقارنة بالمياه في 3I/ATLAS.
ومع ذلك، في حين أن نسبة الميثان وثاني أكسيد الكربون إلى الماء تبدو مرتفعة بشكل غير عادي بالنسبة لنظامنا الشمسي، إلا أنها قد تكون عادية تمامًا بالنسبة للنظام النجمي الذي تشكل فيه 3I/ATLAS، ربما منذ فترة طويلة 11-12 مليار سنة. تشير هذه النسب إلى أن 3I/ATLAS يجب أن يكون قد تشكل في بيئة مختلفة إلى حد ما مقارنة بالبيئة التي تشكلت فيها المذنبات الأصلية لنظامنا الشمسي، مع ظروف فيزيائية مختلفة وكيمياء مختلفة.
توضح هذه النتائج أهمية دراسة الأجسام بين النجوم، لأنها تعطينا نظرة على بيئات أخرى تشكل الكواكب والتي لم نكن لنحصل عليها لولا ذلك. وفي المقابل، يمكن لهذه الأفكار أن توفر مقارنات يمكن أن تعلمنا المزيد عن كيفية عمل نظامنا الشمسي أرض شكلت.
تم الإبلاغ عن النتائج في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
