Komunikat prasowy

Odkryto ciężkie pierwiastki w formie gazowej w kometach w Układzie Słonecznym i spoza niego

19 maja 2021

Nowe badania przeprowadzone przez belgijski zespół naukowców, wykorzystujące dane z należącego do ESO teleskopu VLT, pokazały, że żelazo i nikiel występują w atmosferach komet w Układzie Słonecznym, nawet tych znajdujących się daleko od Słońca. Niezależnie badania polskiej grupy, która także używała danych z ESO, raportują, że nikiel w stanie gazowym jest także obecny w lodowej komecie międzygwiazdowej 2I/Borisov. Po raz pierwszy ciężkie metale, zwykle związane z gorącymi środowiskami, znaleziono w zimnych atmosferach odległych komet.

Wykrycie atomów żelaza i niklu w atmosferze wszystkich komet, które obserwowaliśmy w ciągu ostatnich dwóch dekad było wielkim zaskoczeniem. Dotyczy to około 20 z nich, w tym nawet jednej znajdującej się daleko od Słońca w zimnym kosmicznym otoczeniu mówi Jean Manfroid z University of Liège (Belgia), kierujący nowymi badaniami dotyczącymi Układu Słonecznego, których wyniki opublikowano dzisiaj w Nature

Astronomowie wiedzą, że ciężkie pierwiastki występują w pyłowych i skalistych wnętrzach komet. Ale ponieważ metale w stanie stałym zwykle nie sublimują do stanu gazowego w niskich temperaturach, nie spodziewano się znaleźć ich w atmosferach zimnych komet, które podróżują daleko od Słońca. Tymczasem nikiel i żelazo w stanie gazowym wykryto nawet w kometach odległych o 480 milionów kilometrów od Słońca, czyli trzy razy dalej niż dystans Ziemia-Słońce.

Belgijski zespół wykrył żelazo i nikiel w kometarnych atmosferach mniej więcej w różnych ilościach. Materia w naszym Układzie Słonecznym, na przykład znajdowana na Słońcu lub w meteorytach, zwykle zawiera około dziesięć razy więcej żelaza niż niklu. Nowy wynik ma więc implikacje dla astronomów próbujących zrozumieć wczesny Układ Słoneczny, chociaż badacze wciąż próbują ustalić szczegóły.

Komety powstały około 4,6 miliarda lat temu, w bardzo młodym Układzie Słonecznym i nie zmieniły się od tamtych czasów. W tym sensie są dla astronomów jak skamieniałości – mówi Emmanuel Jehin z University of Liège, współautor badań.

Pomimo iż belgijska grupa badania te „skamieniałe” obiekty przy pomocy teleskopu VLT przez blisko 20 lat, aż do tej nie dostrzeżono występowania niklu i żelaza w atmosferach tych ciał. To odkrycie ukrywało się przed naszym wzrokiem przez wiele lat – wskazuje Jehin. 

Zespół użył danych z instrumentu Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) na należącym do ESO teleskopie VLT. Wykorzystano technikę zwaną spektroskopią, aby przeanalizować atmosfery komet w różnych odległościach od Słońca. Technika ta pozwala astronomom na sprawdzenie składu chemicznego obiektów kosmicznych: każdy pierwiastek chemiczny pozostawia unikalną sygnaturę – zestaw linii – w widmie światła od tych obiektów.

Grupa z Belgii dostrzegła słabe, niezidentyfikowane linie widmowe w swoich danych z UVES, a po dokładniejszym zbadaniu zauważono, że sygnalizują one występowanie neutralnych atomów żelaza i niklu. Powodem trudności w zidentyfikowaniu ciężkich pierwiastków jest ich występowanie w bardzo małych ilościach: naukowcy szacują, że na każde 100 kilogramów wody w kometarnych atmosferach jest tylko 1 gram żelaza i podobna ilość niklu.

Zwykle jest 10 razy więcej żelaza niż niklu, a w atmosferach tych komet znaleźliśmy mniej więcej takie same ilości obu pierwiastków. Wywnioskowaliśmy, że mogą one pochodzić ze specjalnego rodzaju materiału na powierzchni jądra kometarnego, sublimującego w raczej niskich temperaturach i uwalniającego żelazo oraz nikiel w zbliżonych proporcjach wyjaśnia Damien Hutsemékers, również będący członkiem belgijskiego zespołu z University of Liège.

Chociaż badacze nie są obecnie pewni, jaki może to być materiał, być może postępy w astronomii – takie jak Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS) na Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT) — pozwolą na ustalenie źródła atomów żelaza i niklu wykrywanych w atmosferach tych komet.

Naukowcy z belgijskiego zespołu mają nadzieję, że ich badania przetrą szlaki dla przyszłych odkryć. Teraz ludzie będą szukać tych linii w swoich danych archiwalnych z innych teleskopów – mówi Jehin – Sądzimy, że pobudzi to także nowe badania tej tematyki.

Ciężkie metale międzygwiazdowe

Inny znaczący wynik opublikowany dzisiaj w Nature pokazuje, że metale ciężkie występują także w atmosferze międzygwiazdowej komety 2I/Borisov. Zespół z Polski obserwował ten obiekt, pierwszą obcą kometę, która odwiedziła nasz Układ Słoneczny około półtora roku temu, korzystając ze spektrografu X-shooter na teleskopie VLT. Okazało się, że zimna atmosfera 2I/Borisov zawiera gazowy nikiel.

Najpierw trudno nam było uwierzyć, że atomowy nikiel naprawdę mógłby występować w 2I/Borisov tak daleko od Słońca. Trzeba było zrobić wiele testów sprawdzających zanim sami siebie przekonaliśmy, iż tak faktycznie jest – wskazuje autor badań Piotr Guzik z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie (Polska). Odkrycie jest zaskakujące, ponieważ przed publikacją dwóch dzisiejszych prac, gazy z atomami ciężkich metali obserwowano jedynie w gorących środowiskach, takich jak atmosfery ultragorących egzoplanet lub parujące komety przechodzące zbyt blisko Słońca. 2I/Borisov obserwowano, gdy kometa znajdowała się około 300 milionów kilometrów od Słońca, czyli około dwa razy dalej niż dystans Ziemia-Słońce.

Szczegółowe badanie obiektów międzygwiazdowych jest kluczowe dla nauki, ponieważ niosą one bezcenną informację o obcych systemach planetarnych, z których pochodzą. Nagle zrozumieliśmy, że gazowy nikiel jest obecny w atmosferach komet w innych zakątkach Galaktyki – mówi współautor Michał Drahus, również z Uniwersytetu Jagiellońskiego. 

Polskie i belgijskie badania pokazują, że 2I/Borisov i komety Układu Słonecznego mają jeszcze więcej wspólnego niż do tej pory sądzono. Wyobraźmy sobie, że komety Układu Słonecznego mają swoje prawdziwe odpowiedniczki w innych systemach planetarnych – super, nieprawdaż? podsumowuje Drahus.

Uwagi

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w dwóch artykułach, które ukażą się w Nature.

Zespół badawczy, który opublikował pracę pt. „Iron and nickel atoms in cometary atmospheres even far from the Sun“ (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03435-0): J. Manfroid, D. Hutsemékers i E. Jehin (STAR Institute, University of Liège, Belgia).

Zespów badawczy, który opublikował pracę pt. „Gaseous atomic nickel in the coma of interstellar comet 2I/Borisov” ( (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03485-4): Piotr Guzik i Michał Drahus (Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, Polska).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia (IA/FCUL) strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Kontakt

Jean Manfroid
STAR Institute, University of Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 4 366 97 25
E-mail: jmanfroid@gmail.com

Damien Hutsemékers
STAR Institute, University of Liège
Liège, Belgium
E-mail: D.Hutsemekers@uliege.be

Emmanuel Jehin
STAR Institute, University of Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 470 850 172
E-mail: ejehin@uliege.be

Piotr Guzik
Astronomical Observatory, Jagiellonian University
Krakow, Poland
Tel.: +48-126-238-627
Tel. kom.: +48-791-223-196
E-mail: piotr.guzik@doctoral.uj.edu.pl

Michał Drahus
Astronomical Observatory, Jagiellonian University
Krakow, Poland
Tel.: +48-126-238-627
Tel. kom.: +48-578-221-628
E-mail: drahus@oa.uj.edu.pl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2108

O komunikacie

Komunikat nr:eso2108pl
Nazwa:2I/Borisov, C/2016 R2 (PANSTARRS), Comet
Typ:Solar System : Interplanetary Body : Comet
Milky Way : Interplanetary Body : Comet
Facility:Very Large Telescope
Instrumenty:UVES, X-shooter
Science data:2021Natur.593..375G
2021Natur.593..372M

Zdjęcia

Detekcja ciężkich metali w atmosferze komety C/2016 R2
Detekcja ciężkich metali w atmosferze komety C/2016 R2
Detekcja niklu w atmosferze międzygwiazdowej komety 2I/Borisov
Detekcja niklu w atmosferze międzygwiazdowej komety 2I/Borisov
Once in a blue comet
Once in a blue comet
Po angielsku
Zdjęcie międzygwiazdowej komety 2I/Borisov wykonane przez VLT
Zdjęcie międzygwiazdowej komety 2I/Borisov wykonane przez VLT

Filmy

Artist’s animation of the heavy metal composition of a cometary atmosphere
Artist’s animation of the heavy metal composition of a cometary atmosphere
Po angielsku
Artist’s animation of a comet
Artist’s animation of a comet
Po angielsku
Changes in comet C/2016 R2 (PANSTARRS) tail
Changes in comet C/2016 R2 (PANSTARRS) tail
Po angielsku
Artist’s animation of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Artist’s animation of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Po angielsku

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.