Китайский аппарат Tianwen-1, находясь на орбите Марса, снял 3I/ATLAS с редкого ракурса вне плоскости орбиты межзвездной кометы. Наблюдение и моделирование показали, что кому кометы заполняют крупные частицы размером в сотни микрометров, выбрасываемые с массовым расходом примерно тонна в секунду.
3I/ATLAS открыли 1 июля 2025 года и быстро отнесли к межзвездным объектам: его орбита имела эксцентриситет 6,14, поэтому он не был связан с Солнцем. Астрономы уже выяснили, что это активная комета с газопылевой комой. По данным разных телескопов, ее ядро оценивали примерно в 1,3 километра, а период вращения — около 16 часов, хотя отдельные параметры еще требовали проверки.
Главная особенность 3I/ATLAS заключалась в составе и активности. Наблюдения телескопа James Webb показали, что отношение углекислого газа к воде у нее было выше, чем почти у всех известных комет Солнечной системы. В коме также находили воду, угарный газ и признаки водяного льда в выброшенных частицах.
Пыль 3I/ATLAS тоже уже изучали ранее. Изображения указывали на медленный выброс частиц, со скоростью около пяти метров в секунду, и присутствие сравнительно крупных зерен — от десятков до сотен микрометров. Некоторые группы сообщали о возможных пылевых джетах, связанных с вращением ядра, но другие наблюдения их не подтверждали.
Новая научная работа позволила по-новому взглянуть на эти вопросы. С Земли или около нее 3I/ATLAS обычно видели почти в плоскости ее орбиты. Марс дал другой угол зрения: во время сближения кометы с планетой аппарат смотрел на нее под углом 35-45° к орбитальной плоскости. Такой ракурс позволял лучше разделить вклад частиц разных размеров в форму комы.
Группа китайских исследователей задействовала Tianwen-1, который работал на орбите Марса с 2021 года. Результаты опубликовали в журнале The Astrophysical Journal Letters. Ученые проверяли, какие частицы формировали кому 3I/ATLAS, как быстро они покидали ядро и как вид кометы менялся при наблюдении сбоку от ее орбитальной плоскости.
Для съемки использовали камеру, которую создавали для поверхности Марса, а не для слабых комет. Но после кропотливой подготовки 3I/ATLAS попала в поле зрения достаточно уверенно. С 30 сентября по 3 октября аппарат получил 57 изображений с выдержкой 1,34 секунды за три сеанса.
За несколько дней кома изменила вид: широкий веер стал более узким и изогнутым. Исследователи связали это с меняющейся геометрией наблюдения. Относительно Марса 3I/ATLAS двигалась со скоростью около 86 километров в секунду, поэтому Tianwen-1 быстро видел пылевое облако под новым углом.
Ученые сравнили изображения с моделью, которая описывает движение пыли под действием солнечной гравитации и давления света. Форму комы лучше всего объяснили частицы, соответствующие крупным зернам размером в сотни микрометров. Модель указала, что заметную часть пыли комета выбросила за два-три месяца до наблюдений, когда она уже приблизилась к Солнцу.
По солнечной части комы астрономы оценили скорость выброса пыли в 3-10 метров в секунду. Профиль яркости почти не менялся между тремя сеансами. Такую картину связали с устойчивым истечением пыли, которую затем ускоряло солнечное излучение.
Фотометрия показала, что при принятых свойствах зерен расчетная потеря пыли была внушительной — приблизительно тонна в секунду. Газовое излучение, по оценке авторов статьи, давало не больше 10% широкополосного света, поэтому основной вклад в сигнал вносила пыль.
Команда также искала узкие пылевые струи, о которых раньше сообщали по некоторым снимкам кометы. В данных Tianwen-1 их не нашли: кома выглядела гладкой и веерообразной.
Уникальная возможность наблюдать за межзвездным объектом с ракурса орбиты Марса помогла точнее связать форму комы с размером пылевых частиц. По модели авторов исследования, 3I/ATLAS выбрасывала крупные зерна медленно, но с высокой суммарной потерей пыли.
