Dấu vân tay hóa học đầu tiên từ một hệ sao khác

Phép đo gây chú ý nhất là tỉ lệ giữa carbon dioxide và nước. Với tỉ lệ trộn CO₂/H₂O vào khoảng 8:1, đây là tỉ lệ cao nhất từng được ghi nhận ở một sao chổi, vượt xa giá trị thông thường của các sao chổi Hệ Mặt Trời tới khoảng sáu độ lệch chuẩn . Để dễ hình dung, hầu hết sao chổi trong khu vực lân cận của chúng ta cho thấy lượng nước nhiều hơn hẳn so với CO₂. Ngược lại, tỉ lệ carbon monoxide trên nước lại gần với các giá trị quen thuộc hơn, vào khoảng 1.4, cho thấy lượng CO₂ dư thừa không đơn thuần là sự làm giàu đồng đều của mọi hợp chất chứa carbon, mà là một dấu hiệu hóa học đặc trưng về nguồn gốc của sao chổi .

Lần đầu tiên phát hiện Methane liên sao

Trong các đợt quan sát tiếp theo vào tháng 12 năm 2025, khi 3I/ATLAS đang rời xa Mặt Trời, Thiết bị Hồng ngoại Trung bình (MIRI) của JWST đã xác nhận sự hiện diện của khí methane (CH₄) — đánh dấu lần đầu tiên methane được phát hiện trực tiếp trên bất kỳ thiên thể liên sao nào . Tín hiệu methane chỉ xuất hiện trong những quan sát muộn này, gợi ý rằng loại khí này trước đó đã bị chôn vùi dưới bề mặt sao chổi và chỉ được giải phóng khi sức nóng Mặt Trời thâm nhập vào các lớp sâu hơn .

Lượng methane tương đối so với nước cao một cách đáng ngạc nhiên, với rất ít ví dụ tương tự trong số các sao chổi của Hệ Mặt Trời . Cùng với sự dư thừa CO₂ cực độ, lượng methane dồi dào này chỉ ra một môi trường hình thành với sự cân bằng carbon-oxy hoặc lịch sử nhiệt độ rất khác biệt so với đĩa tiền hành tinh đã sinh ra các hành tinh của chúng ta.

Sứ giả cổ đại từ một hệ sao xa lạ

Những điểm kỳ lạ về mặt hóa học của 3I/ATLAS không phải là ngẫu nhiên. Chúng tạo thành một câu chuyện mạch lạc về nơi sinh của sao chổi này. Hàm lượng CO₂ cao và sự hiện diện của methane được bảo vệ dưới bề mặt chỉ ra rằng sao chổi này đã ngưng tụ ở xa ngôi sao mẹ, trong một vùng lạnh, nơi băng carbon dioxide và methane có thể tồn tại và tích tụ . Thiên thể này dường như hầu như không bị biến đổi kể từ khi hình thành, biến nó thành một di tích nguyên sơ có tuổi đời có thể lên đến hàng tỉ năm .

Các quan sát từ mặt đất với hệ thống kính thiên văn vô tuyến Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) bổ sung thêm một lớp thông tin khác. ALMA phát hiện 3I/ATLAS giàu methanol (CH₃OH) một cách bất thường, với tỉ lệ methanol trên hydrogen cyanide vào khoảng 70 đến 120 — đưa nó vào nhóm những sao chổi giàu methanol nhất từng được nghiên cứu . Kho phân tử hữu cơ này, cùng với methane và carbonyl sulfide được JWST phát hiện, gợi ý rằng các viên gạch phân tử cho hóa học tiền sinh học là phổ biến trong các đĩa kiến tạo hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời.

Tại sao điều này quan trọng với khoa học ngoại hành tinh

Chúng ta chưa thể ghé thăm một hệ hành tinh khác hay mang về một mẫu vật từ chúng. Do đó, các thiên thể liên sao như 3I/ATLAS mang giá trị độc nhất vô nhị: chúng là những mẫu vật miễn phí từ vật liệu kiến tạo nên các hành tinh quanh những ngôi sao khác. Quang phổ hồng ngoại trung bình của JWST về 3I/ATLAS là dạng đầu tiên dành cho bất kỳ thiên thể liên sao nào, cung cấp một phép so sánh hóa học trực tiếp giữa sao chổi của Hệ Mặt Trời chúng ta và những sao chổi hình thành ở nơi khác .

Các phát hiện này hàm ý rằng đĩa tiền hành tinh nơi 3I/ATLAS được sinh ra có sự phân bố các chất dễ bay hơi khác biệt, có khả năng giàu băng chứa carbon hơn, so với đĩa đã hình thành nên Hệ Mặt Trời của chúng ta. Sự đa dạng hóa học như vậy phù hợp với những gì các nhà thiên văn đang tìm hiểu về sự đa dạng của các hệ ngoại hành tinh, nhưng 3I/ATLAS mang đến phép đo thực tiễn đầu tiên, giống như trong phòng thí nghiệm, cho sự đa dạng đó dưới dạng một thiên thể thực sự đã tới ngưỡng cửa của chúng ta.

Khi sao chổi này tiếp tục hành trình rời khỏi Hệ Mặt Trời, các nhà thiên văn đang kết hợp dữ liệu từ JWST, ALMA, và sứ mệnh SPHEREx của NASA để xây dựng bức tranh toàn diện nhất từ trước đến nay về một vị khách liên sao . Mỗi tập dữ liệu đều củng cố cùng một kết luận: 3I/ATLAS là một ngoại lệ về mặt hóa học, một bản ghi chép đông lạnh về kỷ nguyên kiến tạo hành tinh của một ngôi sao xa xôi, và một lời nhắc nhở rằng thiên hà đầy ắp những thế giới được xây dựng từ những thành phần vừa quen thuộc vừa kỳ lạ.