Methaan in komeet 3I/ATLAS verraadt extreem koude geboorteplek

De komeet 3I/ATLAS is een zogeheten interstellair object: een hemellichaam dat niet rond onze zon is ontstaan, maar van buiten ons zonnestelsel komt binnenvliegen. Een team onder leiding van Nathan Roth van de American University en het Goddard Space Flight Center van NASA onderzocht met de James Webb-ruimtetelescoop het gas rond de komeet, de zogeheten coma. Daarin ontdekten ze dat het methaan van de komeet ongewoon veel zware waterstof bevat. De bevindingen zijn gepubliceerd in het vaktijdschrift Nature Astronomy.

Een zwaar signaal tussen lichte golven

Waterstofatomen bestaan normaal uit één proton. Soms zit er ook een neutron in de kern: dan heet het atoom deuterium, ook wel zware waterstof genoemd. Deuterium kan in een methaanmolecuul de plaats innemen van een gewoon waterstofatoom. Dat verandert de manier waarop het molecuul infrarood licht uitzendt, waardoor telescopen de twee varianten kunnen onderscheiden. Het signaal van de zware variant is wel veel zwakker. Webb bestudeerde 3I/ATLAS op 22 en 23 december 2025, toen de komeet zich op ruim twee keer de afstand tussen aarde en zon bevond. Door het licht van andere gassen eruit te filteren, vonden de onderzoekers een verhouding van zware tot gewone waterstof in methaan van ongeveer 3,2 procent. Dat is dertien keer zoveel als bij komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, een komeet die vermoedelijk uit de Kuipergordel in ons eigen zonnestelsel komt en waarvan de ruimtesonde Rosetta eerder dezelfde stof van dichtbij maakte.

Wat het ijs onthult over de oorsprong

Die hoge concentratie zware waterstof is geen toeval. In extreem koude gaswolken, met temperaturen rond de tien graden boven het absolute nulpunt, verlopen chemische reacties anders dan in warmere omgevingen. Daardoor bouwt zich op stofkorrels ijs op dat relatief rijk is aan deuterium. Kosmische straling, energierijke deeltjes uit de ruimte, helpt die reacties op gang. Zo'n ijslaagje kan uiteindelijk onderdeel worden van een komeet. Opvallend is dat de deuteriumwaarde in het methaan van 3I/ATLAS ongeveer drie keer zo hoog is als die eerder gemeten werd in het water van dezelfde komeet. Dat suggereert dat het methaan later ontstond, nadat de omgeving al meer tijd had gehad om zware waterstof op te hopen. De uitkomst past bij het beeld dat 3I/ATLAS is gevormd in een koude moleculaire wolk rond een jonge ster, met weinig zware elementen en veel kosmische straling.

Een lastige puzzel voor modellen

De onderzoekers benadrukken dat de meting geen bewijs is voor één specifieke geboorteplek. Er zijn nog te weinig directe metingen van methaan in verre stervormingsgebieden om een goede vergelijking te maken. Bovendien voorspellen de bestaande scheikundige modellen allemaal een lagere waarde dan nu gemeten is. Dat betekent dat 3I/ATLAS die modellen flink op de proef stelt. Normaal gesproken blijft de chemie in de dichte, stoffige wolken rond jonge sterren onzichtbaar voor telescopen. Een interstellaire komeet als 3I/ATLAS brengt een stukje van die verborgen chemie letterlijk naar ons toe, en elke nieuwe theorie over het ontstaan van zulke ijsdeeltjes zal nu moeten verklaren waarom het methaan zo rijk is aan zware waterstof.