Изотопный состав межзвёздного объекта 3I/ATLAS может указывать на его происхождение в среде с низкой металличностью. К такому выводу пришли Кэндзи Фуруя из японского исследовательского института RIKEN и его соавторы. Их работа направлена в журнал The Astrophysical Journal Letters и опубликована в виде препринта на arXiv.
Объект обнаружили в июле 2025 года, после чего его изучили крупнейшие обсерватории. Учёные обратили внимание на необычное соотношение изотопов углерода: для тел Солнечной системы показатель C-12/C-13 составляет примерно 90, а для межзвёздной среды — около 68. У 3I/ATLAS он оказался в диапазоне от 123 до 191.
Необычным оказался и состав воды. Доля дейтерия — тяжёлой формы водорода с дополнительным нейтроном — в воде 3I/ATLAS достигла примерно 1%. Для обычных комет Солнечной системы этот показатель составляет от 0,015% до 0,03%, поэтому межзвёздный объект содержит значительно больше «тяжёлой воды».
Чтобы объяснить результаты, исследователи смоделировали полный цикл формирования водяного льда: от межзвёздного облака до его превращения в газ и пыль, из которых впоследствии рождается звезда. Особое внимание уделили химическим процессам в пространстве с температурой около 10 кельвинов, или минус 263 градусов Цельсия. В таких условиях космические лучи запускают реакции с участием молекул водорода, в результате которых дейтерий накапливается в нестабильных соединениях, а затем переходит в состав воды.
Авторы выделили три причины повышенного содержания дейтерия. В среде с низкой металличностью меньше угарного газа, который разрушает соединение H2D+, поэтому оно дольше сохраняется; кроме того, ультрафиолетовое излучение образует меньше атомарного водорода, способного разбавлять соотношение D/H. Наконец, более низкая интенсивность ионизации космическими лучами оставляет больше H2D+ для последующего образования атомарного дейтерия.
Расчёты также сопоставили с данными о метане в 3I/ATLAS. Соотношение D/H в нём составляет около 3%, тогда как у кометы 67P/Чурюмова — Герасименко — примерно 0,2%; при этом отношение дейтеризации метана к дейтеризации воды оказалось близким: 3,4 у 3I/ATLAS и 4,8 у 67P. Как отмечает Universe Today, результаты помогают связать необычный изотопный состав объекта с условиями его формирования в ранней межзвёздной среде.