Гість з далеких космічних просторів: український астроном розповідає про виняткову міжзоряну комету 3I/ATLAS.

У грудні міжзоряна комета 3I/ATLAS досягла найменшої відстані до нашої планети. Ця "зоряна мандрівниця" має вік приблизно сім мільярдів років, що робить її старшою за наше Сонце. Цей об'єкт є лише третім, зафіксованим астрономами в історії людства, що походить з-за меж Сонячної системи.

Які знання ми маємо про комети, чому вони можуть бути ключем до розгадки загадок життя на Землі та який вклад у їхнє дослідження вносять українські вчені — ці питання обговорювали з Ігорем Лук'яником, заступником директора з наукової роботи Астрономічної обсерваторії Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Цей науковець спеціалізується на вивченні комет, астероїдів і малих небесних тіл Сонячної системи.

-- Ігорю Васильовичу, що наразі відомо науковцям про міжзоряну комету 3I/ATLAS, чим вона особлива?

Щоб зрозуміти, чим саме виділяється 3I/ATLAS, корисно порівняти її з іншими міжзоряними тілами, які людство спостерігало в межах Сонячної системи. Першим з таких об'єктів став астероїд незвичайної сигароподібної форми, відомий під назвою "Оумуамуа", який було зафіксовано у 2017 році. Наступним був комета Борисова, виявлена у 2019 році, яка рухалася зі швидкістю до 30 км/с.

А зараз ми спостерігали третього міжзоряного гостя -- комету 3I/ATLAS. Її виявили в липні 2025 року й протягом кількох місяців активно відстежували за допомогою наземних та орбітальних телескопів, зокрема Hubble, JWST і апаратів NASA. Її також фотографували космічні зонди й телескопи з Марса. У жовтні комета пройшла перигелій, тобто найближчу до Сонця точку її орбіти. А 19 грудня відбулося максимальне зближення її з Землею -- на відстані близько 270 мільйонів кілометрів. Зараз комета віддаляється від нас і залишає межі Сонячної системи, а зібрані науковцями дані про неї аналізуються.

Відомо, що швидкість 3I/ATLAS вдвічі перевищує швидкість комети Борисова, становлячи 68 км/с! Проте найбільш вражаючим є її хімічний склад. У ньому спостерігається домінування вуглекислого газу над водяною парою, що є незвичним для комет нашої сонячної системи. Крім того, було виявлено підвищений вміст важких елементів, зокрема нікелю та заліза.

Моделювання орбіти комети вказує на те, що її походження пов'язане з регіоном нашої Галактики, де переважають старі зірки. Швидше за все, комету було викинуто з іншої планетарної системи внаслідок гравітаційних впливів, наприклад, під час близького проходження до сусідньої системи. Відтоді вона безцільно мандрувала безкрайніми просторами Галактики протягом мільярдів років, поки, нарешті, не потрапила в нашу Сонячну систему.

Комети з давніх-давен викликали інтерес у людей. Що ж їх так приваблює?

-- Комети -- одні з найдавніших небесних об'єктів, із якими людство має справу. В європейській культурній традиції їх згадують іще з біблійних часів: так звана Віфлеємська зоря, яку, за легендою, побачили волхви, найімовірніше, була саме кометою Галлея. Проте в Європі на комети традиційно дивилися з острахом -- їх вважали провісниками нещасть, війн і катастроф. Натомість у Китаї ставлення було кардинально іншим: там комети сприймали як добрі знаки -- вважали своєрідними посланцями, що переносять звістки від імператора.

Сьогодні наука розвінчує численні міфи. Комета являє собою невелику структуру в Сонячній системі, що складається з заморожених газів, води, камінців та дрібного пилу. Коли таке ядро наближається до Сонця, гази починають випаровуватися, вивільняючи пил у навколишній простір. В результаті виникає кома — хмара газу та пилу, що оточує ядро комети, а хвіст — це те, що ми можемо спостерігати з Землі.

Яку цінність представляють комети для сучасних астрофізиків?

Комети — це не лише небесні об'єкти, а й живі свідки та активні учасники процесу виникнення нашої Сонячної системи. Вони представляють собою залишки протопланетної хмари, з якої виникли всі планети. Як відомо, тверді планети розташовані ближче до Сонця, тоді як газові гіганти, такі як Юпітер та Сатурн, знаходяться на значно більшій відстані. Це означає, що всі леткі сполуки та водяний лід були виведені на крайні межі системи, подалі від тепла зірки. В результаті, величезна кількість кометних ядер знаходиться на так званій гравітаційній периферії Сонячної системи — у віддалених регіонах, де взаємодія з Сонцем або іншими космічними об'єктами практично відсутня. Саме з цієї причини вони зберігають первісну, незмінну матерію, що дійшла до нас з часів формування планет. І ми можемо ніколи й не дізнатися про ці комети, поки вони не змінять свої орбіти.

Вивчення комет відкриває можливість заглянути в первісну матерію, що, в свою чергу, дозволяє зрозуміти обставини формування Сонячної системи. Це своєрідний механізм часу, який переносить нас у глибину історії – приблизно 4,5 мільярда років тому.

-- Звідки саме прилітають комети?

Існує два основних джерела. Перше з них — це пояс Койпера, який являє собою величезне холодне кільце, що складається з ядер комет і простягається за межі орбіти Нептуна. Під впливом гравітаційного поля Нептуна ці ядра можуть змінювати свої орбіти, і на цьому етапі їх зазвичай називають кентаврами. Далі, завдяки тяжінню великих планет, ці небесні об'єкти потрапляють у Сонячну систему та перетворюються на періодичні комети, пов'язані з Юпітером, які повертаються регулярно.

Іншим важливим елементом є хмара Оорта, яка вважається найвіддаленішим джерелом комет, розташованим ще далі за пояс Койпера. Уявіть собі величезну сферичну структуру, що складається з численних крижаних об'єктів, які оточують нашу сонячну систему. Саме звідси до нас прибувають довгоперіодичні комети – ті, що з'являються раз на тисячі або навіть мільйони років.

Існує припущення, що крижані комети, які врізалися в Землю мільярди років тому, могли стати джерелом води на нашій планеті. Наскільки це правда?

Комети містять значну кількість водяного льоду — до 80% їхньої маси, що спонукає до висновку, що вони могли бути тим джерелом, яке принесло воду на Землю. Для підтвердження цієї гіпотези вчені аналізують хімічний склад води, зокрема вивчають співвідношення звичайного водню до його важчої ізотопної форми — дейтерію — у воді комет і земній воді. Якщо ці співвідношення збігаються, це вказує на спільне джерело. Проте у періодичних комет це співвідношення, хоч і схоже на земне, не є ідентичним. А у довгоперіодичних комет воно зовсім інше. Цікаво, що комета Чурюмова — Герасименка, хоча й відноситься до періодичних, за своїм хімічним складом води більше нагадує довгоперіодичні комети. У зв'язку з цим, дослідники зробили висновок, що комети могли внести певний внесок у запаси води на Землі, але основним джерелом, швидше за все, є астероїди класу С (вуглецеві хондрити), вода яких має практично ідентичний ізотопний склад із водою на нашій планеті.

Якою мірою комети можуть становити загрозу для нашої планети?

-- Це складне питання.

Потенційно комети, особливо довгоперіодичні, становлять велику, хоч і рідкісну, загрозу. Їхні ядра невеликі -- від сотень метрів до кількох кілометрів -- і складаються переважно з льоду. Однак навіть комета діаметром кілька кілометрів може спричинити глобальну катастрофу. Свого часу ми спостерігали падіння комети Шумейкерів -- Леві на Юпітер 1994 року. Її розірвало на численні шматки, кожен з яких залишив на планеті темні сліди, деякі -- розміром із Землю. Юпітер, звісно, "пережив" це без проблем -- він газовий гігант. А от для нашої планети таке зіткнення було б фатальним.

Чи була Тунгуська катастрофа наслідком падіння комети?

-- Найімовірніше. Не знайшли жодних залишків після його падіння, що характерно саме для льодяного тіла, яке вибухнуло в повітрі й під дією температур випарувалося. В епіцентрі дерева вистояли, далі -- все повалено радіально. Якби це сталося над житловими масивами -- була б катастрофа.

-- Що найбільше вас захоплює в кометах?

Їхня подвійна сутність. Комета проходить цикл: народжується, існує, старіє і потім гине. З часом весь лід на поверхні випаровується, пил осідає, і комета покривається твердою оболонкою. Сонце вже не здатне її прогріти, внаслідок чого вона гине. Такі "мертві" комети називають дамоклоїдами — вони ведуть себе як астероїди, маючи кометні орбіти, але при цьому зберігають сліди свого минулого.

Комети також містять органічні сполуки. Дослідження вказують на те, що їхній пил має червонуватий відтінок, що свідчить про наявність органіки. Лівостороння кругова поляризація світла є ще однією рисою, яку можна спостерігати в органічних матеріалах. Існує ймовірність, що комети принесли на Землю не лише воду, але й основні компоненти для виникнення життя.

Ось чому вони такі захопливі -- крижані мандрівники, що зберігають таємниці народження Сонячної системи й, можливо, самого життя...

Які проекти наразі реалізує Астрономічна обсерваторія КНУ імені Тараса Шевченка? В яких міжнародних дослідженнях комет задіяні наші вчені?

-- У нас потужна кометна школа: її заклав Сергій Всехсвятський, а продовжив Клим Іванович Чурюмов.

Місія "Розетта" до комети Чурюмова-Герасименка була надзвичайно успішною, зібравши величезний обсяг даних, які забезпечать дослідження на багато років вперед. Ця місія Європейського космічного агентства, що розпочалася в 2004 році, увійшла в історію як перша, яка змогла вийти на орбіту комети та провести посадку на її поверхні. "Розетта" супроводжувала комету протягом більше двох років, а модуль "Філи" здійснив свою знаменну посадку 12 листопада 2014 року. Клим Іванович брав участь у всіх етапах місії, що значно підвищило репутацію університету. На честь закладу навіть названо астероїд – Кнушевія.

Ми регулярно співпрацюємо з науковцями з Польщі, США, Німеччини та Словаччини. Наприклад, ми маємо можливість досліджувати міжзоряну комету 3I/ATLAS за допомогою спостережень через десятиметровий телескоп, розташований у ПАР, а також на Канарських островах і в Словаччині.

Крім того, зараз я керую проєктом спільно з німецьким Брауншвейзьким технічним університетом у межах гранту DFG. Досліджуємо таку загадку: комети проявляють активність на відстані 10-15 астрономічних одиниць від Сонця, де вода не може випаровуватися. Вочевидь, працюють леткі гази -- CO, CO. Але як вони руйнують пилову кірку й виносять пил? Ми моделюємо ситуацію теоретично, а німецькі колеги -- експериментально.

Безумовно, для повного розуміння процесу формування Сонячної системи недостатньо лише вивчення комет. Проте вони відкривають нам унікальну можливість хоча б частково зазирнути в далеке минуле — в епоху, коли формувалися планети. Можливо, саме в цих холодних мандрівниках приховані ключі до розгадки того, як виникло життя на нашій планеті.