3I/ATLAS-komeetan alkuperästä uusia vihjeitä

 information@eso.org lehdistötiedote 6. heinäkuuta 2026, Turku

Tähtitieteilijät ovat tehneet tarkkoja havaintoja 3I/ATLAS-komeetan koostumuksesta Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope -teleskoopilla (ESO:n VLT). Kohde on kaikkein kirkkain havaittu tähtienvälinen komeetta. Tiettyjä kemiallisia tunnusmerkkejä havaitsemalla he päättelivät, että 3I/ATLAS on todennäköisesti peräisin vanhan tähtijärjestelmän ulko-osista. Tämä on ensimmäinen tämäntyyppinen havainto Aurinkokunnan ulkopuolella muodostuneesta komeetasta. Tulokset valottavat tämän komeetan muodostumishistoriaa uudella tavalla ja viittaavat siihen, että se saattaa olla paljon Aurinkoa vanhempi.

 

Tässä kuvassa näkyy osa tähtienvälisen 3I/ATLAS-komeetan spektristä, joka on otettu 6.–26. joulukuuta 2025 ESO:n Very Large Telescope, eli VLT-teleskoopin UVES-instrumentilla. Tähtitieteilijät tutkivat UVES-instrumentin avulla syanidin spektriä. Syanidi on molekyyli, joka koostuu yhdestä hiiliatomista ja yhdestä typpiatomista. Tarkemmin sanottuna he mittasivat niiden isotooppisuhteita, eli saman atomin eri muotojen suhteellisia määriä. Nämä suhteet ovat herkkiä niille olosuhteille, joissa 3I/ATLAS muodostui, eikä niiden odoteta muuttuvan paljoakaan komeetan liikkuessa avaruudessa.

Spektrissä on piirteitä, jotka johtuvat 12C:stä, hiilen isotoopista, jossa on 6 protonia ja 6 neutronia, sekä 13C:stä, jossa on sen sijaan 7 neutronia. Nämä piirteet ovat hyvin heikkoja, mutta tähtitieteilijät tietävät tarkasti juuri ne aallonpituusalueet, joilta niitä kannattaa komeetan spektristä etsiä. Summaamalla yhteen useita spektrejä kohinaa saadaan pienennettyä, jolloin spektrin todelliset piirteet erottuvat paremmin.

Tutkimusryhmä teki vastaavia mittauksia kahdella typen isotoopilla, 14N:llä ja 15N:llä. Vertaamalla 12C/13C- ja 14N/15N-suhteita aurinkokunnan komeetoissa ja nuorten tähtien ympärillä olevissa materiakiekoissa mitattuihin arvoihin tutkimusryhmä päätteli, että 3I/ATLAS on todennäköisesti muodostunut paljon Aurinkoa vanhemman tähden ympärillä olevan kiekon ulko-osissa. Kuva ©

ESO/C. Opitom, J. Manfroid et al. Comet image: O. Hainaut.

 

Tähtienväliset komeetat ovat jäisiä kappaleita, jotka ovat muodostuneet jonkin muun tähden kuin Auringon ympärillä, ja joita toisinaan tulee myös omaan Aurinkokuntaamme. ”Ne ovat kuin planeettojen muodostumisprosessien fossiileja. Tämä tapahtui hyvin kaukana, mutta meillä on mahdollisuus tutkia sitä nyt paljon lähempää”, sanoo tähtitieteilijä Cyrielle Opitom, tutkija Edinburghin yliopistosta, Yhdistyneestä kuningaskunnasta. Opitom johti 3I/ATLAS-komeetasta tehtyä tutkimusta yhdessä belgialaisen Liègen yliopiston Jean Manfroidin ja Damien Hutsemékersin kanssa. Tutkimus on tänään julkaistu Nature Astronomy -lehdessä.

3I/ATLAS on kolmas havaittu tähtienvälinen kohde 1I/ʻOumuamuan ja 2I/Borisovin jälkeen. Se löydettiin, kun se oli lähestymässä Aurinkoa. Se pysyi Aurinkokunnassamme riittävän pitkän ajan, jotta tähtitieteilijät pystyivät tutkimaan sitä tarkasti. Vaikka kahden ensimmäisen tähtienvälisen kohteen koostumuksen mittaaminen oli vaikeaa näin ei ollut 3I/ATLASin kohdalla.  Ensimmäisen komeetan tapauksessa tähtitieteilijät eivät havainneet kaasua ja toinen oli liian himmeä. Kohteen ennennäkemättömän kirkkauden ansiosta tutkimusryhmä pystyi mittaamaan komeetan isotooppisuhteita, eli saman alkuaineen eri muotojen suhteellisia määriä.

Tutkimusryhmä mittasi ESO:n VLT-teleskoopin UVES-instrumentilla komeetan ympärillä olevassa kaasussa esiintyvien syanidimolekyylien hiili- ja typpi-isotooppisuhteita. Näiden suhteiden tiedetään paljastavan vihjeitä komeetan alkuperästä, sillä ne reagoivat hyvin herkästi muodostumisympäristön fysikaalisiin olosuhteisiin, jotka eivät todennäköisesti juurikaan muutu komeetan vaeltaessa avaruudessa.

”Toisin kuin Aurinkokuntamme komeetoilla, tällä tähtienvälisellä vierailijalla on epätavallisen korkeat hiili- ja typpi-isotooppisuhteet”, kertoo Liègen yliopiston tutkija ja yksi tutkimuksen kirjoittajista Aravind Krishnakumar. Martin Cordinerin Yhdysvaltain NASA:n Goddard Space Flight Centeristä tekemässä vastaavassa tutkimuksessa, joka julkaistiin viime kuun lopulla Nature-lehdessä, havaittiin samanlainen hiilen isotooppisuhde sekä kohonneet deuteriumin, eli raskaan vedyn, pitoisuudet [1]. Tutkimuksessa käytettiin James Webb -avaruusteleskoopin havaintoja. JWST on Yhdysvaltain, Euroopan ja Kanadan avaruusvirastojen yhteishanke.

Opitomin tutkimusryhmän havainnot viittaavat kokonaisuutena siihen, että komeetta on todennäköisesti muodostunut vanhan, ”matalan metallipitoisuuden” tähden ulkoalueilla. Matalan metallipitoisuuden tähdissä on vain vähän heliumia raskaampia alkuaineita, ja niiden uskotaan muodostuneen aikana, jolloin maailmankaikkeus oli paljon nuorempi ja kemiallisesti köyhempi kuin nykyään. Tutkimusryhmä epäilee, että 3I/ATLAS on siten peräisin tähdestä, joka on huomattavasti Aurinkoamme vanhempi. ”3I/ATLAS on todella jännittävä mahdollisuus toisen planeettakunnan koostumuksen tutkimiseen. Tällainen järjestelmä muodostui kauan ennen kuin Aurinkomme ja Aurinkokuntamme olivat edes olemassa”, sanoo yksi tutkimuksen kirjoittajista, Helsingin yliopiston tutkija Rosemary Dorsey. Eri tutkimusryhmien tulokset viittaavat siihen, että 3I/ATLAS on yli kaksi kertaa Auringon ikäinen.

Kun 3I/ATLAS etääntyy Auringosta ja himmenee vähitellen, sen havainnot VLT:llä myös hiipuvat. ESO:n tulevalla Extremely Large Telescope, eli ELT-teleskoopilla voidaan tehdä vastaavia havaintoja myös tulevista tähtienvälisistä kohteista, jotka ovat 3I/ATLAS-komeettaa himmeämpiä. ”Tähtienvälisten kohteiden tutkimusala on vielä hyvin nuori, emmekä oikeastaan tiedä, mitä odottaa. Joka kerta, kun uusi kohde löydetään, saamme uusia yllätyksiä”, Opitom toteaa lopuksi.

Viite

[1] Salazar-Manzanon ja Paneque-Carreñon johtama tutkimusryhmä käytti Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, eli ALMA-verkostoa, missä ESO on mukana kumppanina, mitatakseen raskaan (tai puoliraskaan) veden pitoisuutta 3I/ATLAS-komeetasta. He havaitsivat, että tämän tyyppisen veden pitoisuudet olivat korkeammat kuin aurinkokunnan komeetoissa.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa, joka julkaistaan Nature Astronomy -lehdessä (doi:10.1038/s41550-026-02921-7).

 

Harvinainen gravitaatiolinssi näyttää kaukaisen supernovan viitenä kuvana

Yli kymmenen miljardin valovuoden päässä Maasta sijaitsevan Winny-supernovan räjähdys voi tuottaa uutta tietoa maailmankaikkeuden laajenemisvauhdista.

Gravitaatiolinssi on kosminen ilmiö, jossa painovoima taivuttaa valoa ikään kuin vahvistaen sitä optisen linssin tavoin. Viime vuonna havaittu gravitaatiolinssi antoi meille kuvan kaukaisesta supernovasta, joka nimettiin Winnyksi.

 

Satelliittikuva näyttää Winny-supernovan räjähdyksen valon taittuvan viiteen kertaan (A-E) kahden gravitaatiolinssinä toimivan galaksin (G1 ja G2) voimasta. Kuva: SN Winny Research Group.

Havainnon teki kansainvälinen HOLISMOKES -yhteistyöverkosto , jonka Kaliforniassa sijaitseva The Zwicky Transient Facility -observatorio havaitsi supernovan ensimmäisenä.

Tutkijatohtori Stefan Schuldt huomasi Winnyn valon kulkeutuneen gravitaatiolinssin kautta. Tarkempien havaintojen tekoa jatkettiin Suomen ja muiden Pohjoismaiden ylläpitämällä Nordic Optical -teleskoopilla (NOT). Se paljasti kohteen olevan hyvin harvinainen supernovatyyppi ja sijaitsevan yli 10 miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta.

Tämä on poikkeuksellisen suuri etäisyys havaitulle supernovalle. Tähtitieteilijät mittaavat tällaisia etäisyyksiä sen perusteella, kuinka paljon valo on venynyt ja punasiirtynyt matkansa aikana maailmankaikkeuden laajenemisen vuoksi. Näin ilmaistuna galaksin etäisyys vastaa punasiirtymää 2,01.

Gravitaatiolinssissä kaukaisesta kohteesta, kuten supernovasta, tuleva valo kohtaa toisen galaksin kulkureitillään kohti Maata. Silloin lähemmän galaksin gravitaatiokenttä toimii linssinä, joka taivuttaa ja vahvistaa kauempaa tulevaa valoa. Samalla valo taipuu linssissä niin, että Winny näkyy sen kautta viitenä erillisenä kuvana. 

Supernovaräjähdyksien monistamat kuvat gravitaatiolinsseissä [1] ovat erittäin harvinaisia. Ennen viime vuonna tehtyä havaintoa tunnettiin vain kaksi tapausta, joissa yksittäinen galaksi aiheutti linssin – eikä kumpikaan niistä soveltunut kosmologisiin tutkimuksiin.

Winnyn kohdalla tilanne on toisin.

”Gravitaatiolinssi taittoi Winnyn räjähdyksen tuottaman valon maapallolle viittä eri reittiä. Samalla jokainen niistä on hieman eri mittainen”, selittää tohtori Stefan Schuldt. Hän työskentelee tutkijatohtorina Suomen ESO-yhteistyön tähtitieteen keskuksessa ja Helsingin yliopistossa. Schuldt on mukana myös HOLISMOKES-yhteistyössä.

”Reittien aikaerojen ansiosta voimme mitata maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta”, hän jatkaa.

Ensimmäisissä havainnoissa Winnystä saatiin vain neljä kuvaa, mutta tuoreimmat havainnot ovat paljastaneet viidennen. Se on ratkaisevan tärkeä, sillä useampi reitti antaa lisätietoa maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden entistä tarkempaan mittaamiseen. Laajenemisnopeutta kuvataan Hubblen vakiolla, mutta sen tarkasta arvosta on ristiriitaisia laskemia.

”Gravitaatiolinssin antamat viisi kuvaa Winnysta antavat lisätietoa aiheesta”, arvio Schuldt.

Tämän erikoislaatuisen järjestelmän lisäanalyysi on nyt käynnissä. Tavoitteena on uusi, riippumaton Hubblen vakion mittaus mahdollisesti vielä tämän vuoden kuluessa.

Winny-supernovasta kertova tuore artikkeli on julkaistu Astrophysics and Astronomy -lehdessä.

…

[1] Gravitaatiolinssit – harvinaisuus vai yleinen ilmiö?

KAK – Helsingin yliopiston tiedote (19.2.2026) totesi, että gravitaatiolinssit olisivat “erittäin harvinaisia” ja että ennen viime vuoden havaintoa tunnettiin “vain kaksi” linssitapausta. Tämä saattaa olla kuitenkin hieman harhaanjohtavaa, sillä linssit yleensä ovat varsin yleinen ilmiö. 

Kaavio gravitaatiolinssin synnystä. Valon kulkureitti kaareutuu massiivisen kohteen ohituksessa.  Oranssit nuolet osoittavat taustalähteen näennäisen sijainnin. Valkoiset nuolet osoittavat valon kulkureitin lähteen todellisesta sijainnista. Riippuen gravitaatiolinssin muodosta tuloksena voi olla kaukaisemman kohteen kuva, jonka muoto voi olla rengas, pisteitä ja osittaisia kaaria. Kuva hubblesite.org/archive/2000/07 via en.wikipedia.

Tiedotteessa ei tarkoitetut kaikkia gravitaatiolinssejä, vaan nimenomaan galaksien aiheuttamia linssejä, joissa kaukaisesta supernovasta syntyy useita erillisiä kuvia. Winny-supernovan tapauksessa havaittiin viisi monistunutta kuvaa. Aiemmin vastaavia galaksin aiheuttamia linssejä tunnettiin vain muutamia (esim. SN iPTF16geu ja SN Zwicky) – siksi tiedotteessa kerrotiin kahdesta tapauksesta.

Gravitaatiolinssi syntyy, kun massiivinen etualan objekti (galaksi tai galaksiryhmä) taivuttaa taustalla olevan kohteen valoa ja monistaa kuvan. Yleisimmillään havaitaan pitkiä kaaria tai Einsteinin renkaita kaukaisten galaksien ympärillä. Tällaisia kohteita on havaittu satoja ja uusia löydetään koko ajan.

Jo vuonna 2021 yhdistelmätutkimus (DESI Legacy Imaging Surveys) löysi yli 1 200 uutta gravitaatiolinssiä, moninkertaistaen silloin tunnettujen (~300) linssien määrän. Käytännössä tunnettuja ja vahvistettuja linssijärjestelmiä on tuhansia (ja määrä kasvaa jatkuvasti) ja linssi-ilmiöitä saattaa olla jopa 500 000.

Yleisissä kartoissa linssien osuus on pieni: esimerkiksi vain ~1/10 000 suurista galakseista toimii voimakkaana linssinä. Siksi yksittäiset linssijärjestelmät eivät ole arkipäivää, mutta kun taivaalta katsotaan miljoonia galakseja, linssikohtia kertyy paljon.

Käyttämällä pieniä syvän taivaan otoksia koko taivaalle laajennettuna on saatu arvioita gravitaatiolinssi-ilmiön kokonaismääristä. Esimerkiksi NASA:n COSMOS-tutkimus havaitsi 1,6 neliöasteen alueelta 67 linssiä, josta päättelemällä koko taivaalla voisi olla noin 0,5 miljoonaa vastaavaa kohdetta.

Tulevat laajat kartoitusprojektit ennustavat kymmeniä tuhansia uusia havaintoja: ESA:n Euclid-teleskooppi löytää arviolta 100 000 galaksilinssejä koko taivaalta, Rubin Observatory (LSST) noin 60 000 – 120 000 ja Roman-teleskooppi vielä noin ~160 000 linssiä. Nämä ennusteet todistavat, että linssijärjestelmiä odotetaan löytyvän useita kymmeniä tai satoja tuhansia.

 

Lähteet:

Winny-tutkimuksen tiedote Helsingin yliopistolta;

Sachs, Huang ym. 2021 (noirlab/AURA); Linkki

NASA Hubble/COSMOS-linssitutkimus; Linkki

Euclid-, LSST- ja Roman-määräennusteet. Linkki