Den interstellära kometen 3I/ATLAS har is som liknar världarna bortom Neptunus

Isen som strömmar ut från den interstellära kometen 3I/ATLAS liknar inte isen hos de kometer vi känner till. Spektra från James Webb Space Telescope visar en stark signal från vattenis, medan två av dess vanliga följesignaler nästan har försvunnit – ett mönster som stämmer överens med vissa av de isiga världar som kretsar långt bortom Neptunus.

Överensstämmelsen är betydelsefull eftersom 3I/ATLAS föddes kring en annan stjärna. Om dess iskorn har samma form som material som bevarats i utkanten av vårt eget solsystem, kan planeternas råmaterial lämna planetbildande skivor i ett liknande tillstånd över hela galaxen. Författarna framhåller detta som en möjlighet att pröva, inte som ett fastslaget resultat.

Teamet, lett av Silvia Protopapa vid Southwest Research Institute i Texas, fann att kometens koma, molnet av gas och stoft kring dess kärna, bäst förklaras av små korn av vattenis blandade med stoft. Varje korn är omkring en mikrometer stort eller mindre, mindre än en femtiondel av bredden på ett människohår.

”Interstellära kometer är små isiga kroppar som bildades i skivor av gas och stoft kring andra stjärnor och nu passerar genom vårt solsystem”, sade Protopapa. Endast två sådana objekt var kända före detta: ’Oumuamua, som inte visade någon synlig koma, och kometen 2I/Borisov.

Två issignaler som försvann

Vattenis lämnar fingeravtryck i infrarött ljus. Det djupaste är ett absorptionsband nära 3 mikrometer. Två svagare band ligger nära 1,5 och 2,0 mikrometer, och de flesta isiga kometer visar alla tre. I 3I/ATLAS är 3-mikrometerbandet starkt och minskar det reflekterade ljuset med 77 procent vid sin djupaste punkt under Webbs första observation och med 94 procent under den sista. De två kortare banden är mycket svaga eller saknas.

”Den kombinationen var ett mysterium”, sade Protopapa. ”Det starka 3-mikrometerbandet pekar på vattenis i koman. Men de svaga eller frånvarande banden vid kortare våglängder antyder att isen inte är i den form vi vanligtvis ser i kometer i solsystemet.”

Förklaringen handlar om ljusets vägsträcka. De svaga banden framträder endast när ljuset färdas långt genom is, på samma sätt som en tunn skiva tonat glas ser nästan klar ut medan ett tjockt block visar sin färg. I så små och så stoftiga korn passerar ljuset genom mycket lite is innan det sprids tillbaka ut. De svaga banden bleknar, medan det starka överlever.

Så läste Webb av kometen tre gånger

”Vi utformade detta program för att vara redo i samma ögonblick som en aktiv interstellär komet hittades och för att följa den över tid”, sade Martin Cordiner vid NASA:s Goddard Space Flight Center och Catholic University of America, programmets huvudansvarige forskare.

Webb riktade sin Near-Infrared Spectrograph mot kometen tre gånger under åtta månader, före och efter dess närmaste passage till solen. I prismaläge registrerar instrumentet 0,6 till 5,3 mikrometer på en gång, så att stoft, is och gas som strömmar ut hamnar i ett enda spektrum.

Endast den första och den tredje observationen modellerades. Den mellersta, som gjordes närmast solen, stördes av lysande vattenånga, organiska molekyler, nickelatomer och varmt stoft.

Teamet jämförde spektra med modeller av ljus som sprids från korn av olika storlek och sammansättning. Korn av ren is, liksom is blandad med kol eller olivin, överskattade antingen de svaga banden eller misslyckades med att återskapa det starka. Den bästa överensstämmelsen gavs av is blandad med pyroxen, ett silikatmineral som är vanligt i bergarter och meteoriter. Vid den sista observationen, när kometen var på väg bort från solen, krävde data dessutom en andra population av större, isrika korn som fortfarande var omkring en mikrometer stora, samt en svag struktur nära 3,1 mikrometer som stämmer överens med kristallin is.

Olik våra kometer, lik världarna bortom Neptunus

Kornstorleken är inte det som skiljer 3I/ATLAS från mängden. Kometen Hartley 2 släpper ut korn av nästan ren is i liknande storlek, och de isiga kornen hos kometen Catalina modellerades med högst 1 procent stoft. Den interstellära kometen befinner sig i den stoftiga änden av den skalan.

”Kornen i 3I/ATLAS är ungefär lika stora som dem i våra egna kometer”, sade Protopapa. ”Det som tycks skilja dem åt är hur mycket stoft som är blandat i isen.”

Överraskningen kom från de transneptunska objekten, isiga kroppar som kretsar bortom Neptunus och anses bevara material från solsystemets födelse. Bland de spektralklasser som definierats av Webbs DiSCo-undersökning av medelstora sådana objekt liknar 3-mikrometerbandet hos 3I/ATLAS mest den klass som är rik på koldioxidis, och dessa objekt saknar också starka band vid 1,5 och 2,0 mikrometer. Likheten ligger i vattenisbandet, inte i koldioxiden.

”Vid första anblick ser 3I/ATLAS annorlunda ut än de isiga kometer vi känner till”, sade Protopapa. ”Men när vi placerade den bredvid avlägsna isiga världar i vårt eget solsystem såg den inte längre malplacerad ut.”

Jämförelsen fungerar även åt andra hållet. För dessa klasser av avlägsna objekt hade sänkningen vid 3 mikrometer till största delen tillskrivits organiska föreningar och metanol, eftersom de svagare vattenbanden saknades. Kometen visar att stoftiga korn av vattenis på egen hand kan skapa samma form, så en del av den signalen kan trots allt vara vattenis.

Vad en komet inte kan avgöra

Resultatet vilar på laboratoriedata. Modellen behöver uppmätta optiska egenskaper för vattenis, och två standarduppsättningar data ger märkbart olika bandformer. Författarna kan inte säga om isen var kristallin vid båda observationerna eller om den förändrades från en oordnad, amorf form till kristaller, och de efterlyser nya laboratoriemätningar av is vid olika temperaturer och faser.

Förändringen mellan observationerna har också två möjliga förklaringar. ”Vi kan ännu inte avgöra om förändringarna över tid beror på att solen värmer kornen olika vid varje observation, eller på nytt material som exponerats när kometens yta eroderade nära solen”, sade Michael Kelley vid University of Maryland, artikelns andreförfattare.

Korn i en koma är inte heller ett direkt prov av kärnan och kan vara fragment av större klumpar. Ytorna på transneptunska objekt har omarbetats under miljarder år av strålning och nedslag, så författarna varnar för att tolka överensstämmelsen som bevis för identiska födelseplatser. Andra skillnader i dess kemi tyder på att skivan som skapade 3I/ATLAS inte var en kopia av vår egen. En tidigare analys jämförde i stället kometen med en rödaktig, organikarik klass av avlägsna objekt, så forskningsfältet har ännu inte nått samsyn.

Och så finns stickprovsstorleken. Det här är en interstellär komet, observerad tre gånger.

Vanliga frågor om 3I/ATLAS och dess is

Vad är 3I/ATLAS?

Det är det tredje bekräftade objektet som har trätt in i vårt solsystem från det interstellära rummet, och en verklig komet med koma och svansar. Dess öppna, hyperboliska bana innebär att den aldrig kommer tillbaka. Som närmast solen passerade den mellan jordens och Mars banor och kom aldrig nära jorden.

Innehåller 3I/ATLAS vatten?

Ja. Webb har upptäckt vattenånga och vattenis i dess koma. Den är också ovanligt rik på koldioxid: vid Webbs första observation innehöll koman omkring åtta gånger mer koldioxid än vatten, ett av de högsta förhållanden som uppmätts i en komet.

Vad är transneptunska objekt?

Det är isiga kroppar som kretsar kring solen bortom Neptunus, på mer än omkring 30 gånger avståndet mellan jorden och solen, en population som omfattar Pluto. De har hållits kalla i miljarder år och bevarar ledtrådar till hur planeterna bildades.

Hur gammal är 3I/ATLAS?

Ingen vet. Utifrån dess hastighet och riktning uppskattade en studie att den är mellan 7,6 och 14 miljarder år gammal om den kom från Vintergatans tjocka skiva av gamla stjärnor, vilket skulle göra den äldre än det 4,6 miljarder år gamla solsystemet. Den uppskattningen är statistisk, inte en mätning.

Vad händer härnäst

Kometen upptäcktes den 1 juli 2025 av ATLAS kartläggningsteleskop vid Río Hurtado i Chile. Webb observerade den den 6 augusti 2025, den 22 december 2025 och den 1 april 2026, på 3,3, 2,4 respektive 5,7 gånger avståndet mellan jorden och solen från solen. Den närmaste passagen till solen inträffade den 29 oktober 2025, på 1,36 gånger detta avstånd. Artikeln publicerades i The Astrophysical Journal Letters den 26 oktober 2026 och är undertecknad av 15 forskare från USA och Europa.

Fler Webb-observationer av kometer i solsystemet och nya interstellära besökare kommer att pröva om 3I/ATLAS är typisk. Vera C. Rubin Observatory, vars tioåriga himmelsundersökning inleddes i juni 2026, väntas hitta fler av dem. I morgon har det gått ett år sedan 3I/ATLAS rundade solen, och den är redan på väg ut ur solsystemet igen. Isen den bär på ser mindre främmande ut än den först verkade.

Referens: Protopapa et al., ”JWST Reveals Refractory-rich Water Ice in Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for a Continuum of Grain Properties across Protoplanetary Disks,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aea60d

Taggar: astronomi, James Webb Space Telescope, 3I/ATLAS, transneptunska objekt, interstellära objekt, kometer