У грудні міжзоряна комета 3I/ATLAS максимально наблизилася до Землі. Ця «зоряна гостя» старша за наше Сонце: їй близько семи мільярдів років. Це лише третій в історії людства об’єкт з-поза меж Сонячної системи, який вдалося зафіксувати астрономам.
Що ми знаємо про комети, чому вони можуть нести ключ від таємниці життя на Землі та який внесок у їх дослідження роблять українські науковці — про це говорили із заступником директора з наукової роботи Астрономічної обсерваторії Київського національного університету імені Тараса Шевченка Ігорем Лук’яником. Науковець спеціалізується саме на дослідженні комет, астероїдів і малих тіл Сонячної системи.
— Ігорю Васильовичу, що наразі відомо науковцям про міжзоряну комету 3I/ATLAS, чим вона особлива?
— Щоби зрозуміти, чим вирізняється 3I/ATLAS, варто розглядати її в контексті інших міжзоряних об’єктів, які людство спостерігало в Сонячній системі. Перший такий об’єкт — астероїд дивної сигароподібної форми під назвою «Оумуамуа», зафіксований 2017 року. Другий — комета Борисова, виявлена 2019-го. Її швидкість сягала 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 удвічі більша за швидкість комети Борисова — 68 км/с! Але найцікавіше — її хімічний склад. У ньому зафіксовано переважання вуглекислого газу над водяною парою, що нетипово для комет нашої системи. Також виявлено надлишок важких елементів — нікелю та заліза.
Моделювання орбіти комети показує, що вона прибула з регіону нашої Галактики, де домінують старі зорі. Найімовірніше, комету було викинуто з іншої планетної системи внаслідок гравітаційного збурення — наприклад, під час проходження поблизу сусідньої системи. Відтоді вона мандрувала просторами Галактики мільярди років — аж поки не потрапила до нашої Сонячної системи.
— Комети здавна привертали увагу людей. Чому?
— 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 міфи. Комета — мале тіло Сонячної системи: суміш заморожених газів, води, гальки, дрібного пилу. Коли таке ядро наближається до Сонця, гази випаровуються й виносять пил назовні. Так утворюється кома — хмара пилу й газу, що оточує ядро комети й хвіст — те, що ми спостерігаємо із Землі.
— Чим комети цікаві сучасним астрофізикам?
— Комети — не просто небесні тіла, а свідки й безпосередні учасники утворення Сонячної системи. Вони є залишками протопланетної хмари, з якої власне і сформувалася наша планетна система. Як відомо, всі тверді планети розташовані ближче до Сонця, тоді як газові гіганти, такі як Юпітер і Сатурн, навпаки — далі. Тобто всі леткі речовини та водяний лід виносилися на периферію, якомога далі від Сонця та його тепла. Тому величезна кількість ядер комет перебуває, умовно кажучи, на гравітаційній периферії Сонячної системи — у віддалених областях, де практично немає взаємодії із Сонцем чи іншими тілами. Саме тому вони зберігають первинну, незмінену речовину, що залишилася ще з часів формування планет. І ми можемо ніколи й не дізнатися про ці комети, допоки вони не змінять своєї орбіти.
Дослідження комет дає змогу дослідити первинну речовину, а отже, й умови народження Сонячної системи. Фактично це своєрідна машина часу, що переносить нас у далеке минуле — 4,5 мільярда років тому.
— Звідки саме прилітають комети?
— Є два джерела. Перше — пояс Койпера, що є величезним холодним кільцем із кометних ядер, яке простягається за орбітою Нептуна. Під дією гравітації Нептуна ядра можуть змінювати свої орбіти — на цій стадії їх називають кентаврами. А потім під дією тяжіння планет-гігантів ці небесні тіла потрапляють у Сонячну систему й стають періодичними кометами родини Юпітера, тобто повертаються регулярно.
Друге — хмара Оорта, найвіддаленіше джерело комет ближче до межі Сонячної системи. Тобто ще далі за пояс Койпера. Уявіть собі величезну сферичну хмару з розсіяних крижаних тіл навколо нашої планетної системи. Саме звідси до нас і потрапляють довгоперіодичні комети — ті, що прилітають раз на тисячі або навіть мільйони років.
— Є гіпотеза, що воду на Землю могли принести крижані комети, які падали на планету мільярди років тому. Наскільки це відповідає дійсності?
— Комети містять багато водяного льоду — до 80% їхньої маси. Тож логічно припустити, що саме вони принесли воду на Землю. Щоб це з’ясувати, порівнюють хімічний склад води, зокрема співвідношення звичайного водню та його важкої форми — дейтерію — у кометній воді та у воді нашої планети. Якщо воно однакове, то джерело одне. Однак у періодичних комет це співвідношення хоча й подібне до земного, та не ідентичне. А в довгоперіодичних воно інше. Цікаво, що відома комета Чурюмова—Герасименка, хоч і періодична, за хімічним складом води ближча до довгоперіодичних. Тож учені дійшли висновку, що комети, можливо, внесли свою частку, але головним джерелом води, вочевидь, були астероїди класу С (вуглецеві хондрити), вода на яких має практично ідентичний ізотопний склад із земною водою.
— А наскільки небезпечними можуть бути комети для Землі?
— 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.
— Тунгуський метеорит — це була комета?
— 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 природа. Комета народжується, живе, старіє і вмирає. Поступово весь приповерхневий лід випаровується, пил осідає, і комета покривається кіркою. Сонце вже не може її прогріти — й вона вмирає. Такі «мертві» комети називають дамоклоїдами — вони поводяться як астероїди, маючи кометні орбіти, але всередині ще зберігають своє минуле.
А ще комети несуть органіку. Спостереження показують, що пил у них червонуватий — це характерно, зокрема, й для органічних сполук. Кругова поляризація світла лівостороння, як в органіки. Можливо, комети занесли на Землю не тільки воду, а й будівельні блоки життя.
Ось чому вони такі захопливі — крижані мандрівники, що зберігають таємниці народження Сонячної системи й, можливо, самого життя…
— Над чим зараз працює Астрономічна обсерваторія КНУ імені Тараса Шевченка? У яких міжнародних дослідженнях комет беруть участь наші науковці?
— У нас потужна кометна школа: її заклав Сергій Всехсвятський, а продовжив Клим Іванович Чурюмов.
Дуже вдалою була місія «Розетта» до комети Чурюмова—Герасименка — там стільки матеріалу зібрано, що на десятиліття досліджень вистачить. Місія ESA, яка стартувала 2004 року, стала першою в історії, що вийшла на орбіту комети та здійснила посадку на її поверхню. «Розетта» супроводжувала комету понад два роки, а модуль «Філи» здійснив історичну посадку 12 листопада 2014 року. Клим Іванович їздив на всі етапи, дуже прославив університет. Навіть астероїд маємо — Кнушевія, на честь університету.
На постійній основі ми співпрацюємо з науковцями з Польщі, США, Німеччини, Словаччини. Наприклад, міжзоряну комету 3I/ATLAS маємо можливість досліджувати на основі спостережень через десятиметровий телескоп у ПАР, також на Канарах, у 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, CO2. Але як вони руйнують пилову кірку й виносять пил? Ми моделюємо ситуацію теоретично, а німецькі колеги — експериментально.
Безперечно, щоб цілісно осягнути процес народження Сонячної системи, дослідження самих лише комет недостатньо. Однак вони дають нам рідкісну можливість бодай частково доторкнутися до прадавнього минулого — епохи формування планет. Хтозна, можливо, саме в цих холодних мандрівниках ховається відповідь на питання, як з’явилося життя на Землі.