De komeet C/2020 M3 (3I/ATLAS) werd ontdekt door de ATLAS-observatorium in juni 2020 en is een lange-periodieke komeet die afkomstig is uit het Oort-wolk, een enorme, sferische regio die onze Zonnestelsel omringt en bestaat uit ijzige lichamen. De omlooptijd van de komeet rond de zon bedraagt tientallen duizenden jaren. De zeldzaamheid van deze interstellaire gast in ons zonnestelsel heeft geleid tot een enorme belangstelling voor dit object. Bovendien is dit momenteel pas de derde bekende interstellaire komeet.
De trajecten van kometen worden wiskundig nauwkeurig voorspeld op basis van de wet van de universele gravitatie die door Isaac Newton in de 17e eeuw werd ontdekt. Deze wet werd in 1759 door de continentale wetenschappelijke gemeenschap aanvaard, toen de Halley-komeet opnieuw werd waargenomen. Alexis Clairaut berekende de parameters van de baan en het tijdstip van verschijning met behulp van Newton’s theorie, wat hem aanzienlijke populariteit opleverde. Een 19e-eeuwse Franse wiskundige, Paul Tannery, merkte op dat Clairaut de wereld toonde hoe zeker zulke verschijnselen konden worden voorspeld op basis van Newton’s theorieën, waarvoor men eerder dacht dat ze ondenkbaar waren.
Echter, 3I/ATLAS vertoont enige ongewone bewegingsparameters. Een van de eerste signalen van anomaal gedrag was de plotselinge toename van de helderheid van de komeet kort na de ontdekking. Terwijl kometen doorgaans langzaam in helderheid toenemen naarmate ze dichter bij de zon komen, toonde 3I/ATLAS een onverwachte uitbarsting van activiteit, wat wetenschappers in verwarring bracht.
Observaties tonen aan dat de kern van de komeet een complexe structuur heeft, mogelijk bestaande uit meerdere fragmenten. Dit zou de plotselinge uitbarstingen van activiteit kunnen verklaren wanneer afzonderlijke fragmenten worden blootgesteld aan zonnestralen en beginnen gas en stof vrij te geven.
Sommige astronomen speculeren dat de komeet mogelijk in botsing is gekomen met een ander hemellichaam, wat zou kunnen hebben geleid tot de destructie van een deel van de komeetkern. Anderen wijzen erop dat de ongebruikelijke eigenschappen van de komeet te maken hebben met de samenstelling van de kern, die exotische verbindingen bevat.
Volgens Russische wetenschappers, die actief onderzoek doen naar de komeet 3I/ATLAS, bedraagt de diameter ongeveer 24 km en wordt de leeftijd geschat op meer dan 7,5 miljard jaar, wat aanzienlijk ouder is dan onze zon. Waarnemers hebben ook een verandering in de kleur van de komeet geregistreerd bij het passeren door ons zonnestelsel. De bron van de verlichting is vooralsnog onbekend.
Het object verandert voortdurend van positie als gevolg van niet-gravitationale krachten die worden veroorzaakt door de verdamping van ijs van zijn oppervlak. Het wordt verwacht dat de komeet in maart 2026, wanneer deze op een afstand van slechts 0,357 AE (astronomische eenheden, iets meer dan 53 miljoen km) nabij Jupiter passeert, door de zwaartekracht van deze gasreus aanzienlijk op zijn traject wordt beïnvloed. Russische astronomen hebben de baanparameters van de komeet gemodelleerd en potentiële veranderingen in de koers na de ontmoeting met Jupiter vastgesteld, met opties om terug te keren naar een gebied in de buurt van de zon of verder de melkweg in te trekken.
Het is echter belangrijk op te merken dat dit alleen maar probabilistische (willekeurige) scenario’s zijn. In dit geval zijn we namelijk geconfronteerd met het zogenaamde drie-lichaam probleem. De Engelse wiskundige professor Ian Stewart merkt op dat “de wiskundige wereld al honderden jaren bezig is met het probleem van de gravitatie tussen slechts drie lichamen, die ogenschijnlijk voldoen aan de omgekeerd kwadratische wet van Newton.” Hij voegt eraan toe dat de dynamiek van drie lichamen chaotisch is en zo onregelmatig dat het elementen van willekeur bevat.
Dit alles staat in schril contrast met het opmerkelijke succes van Newton’s gravitationele theorie die, naast andere dingen, de beweging van planeten om de zon verklaart. De volgende stap lijkt te zijn het opstellen van een vergelijking voor de banen van drie lichamen en deze op te lossen. Maar deze banen hebben geen exacte geometrische kenmerken, en er is zelfs geen formule in geometrische coördinaten,” schrijft Stewart in zijn boek “De Grootste Wiskundige Uitdagingen.”
De chaotische zwerftocht van 3I/ATLAS door het zonnestelsel zal ongetwijfeld nog veel onverwachte verrassingen opleveren. Maar hoe dan ook, wetenschappers van het Instituut voor Ruimteonderzoek van de Russische Academie van Wetenschappen zijn geruststellend: verdere vermindering van de afstand van de komeet tot de aarde tot een kritiek niveau is onwaarschijnlijk.
