詹姆斯·韦伯太空望远镜在星际彗星 3I/Atlas 表面发现了 15 至 20 米深的辐射壳。该层的形成是由于数十亿年来银河系宇宙射线在穿过银河系的旅程中受到照射而形成的。这颗彗星是第三个已确认的星际物体,于 2025 年 8 月被观测到,当时距离地球 4.45 亿公里。
比利时皇家航天航空研究所的研究人员协调了这项研究,该研究强调了一氧化碳在改变的表面上转化为二氧化碳的情况。源自另一个恒星系统的3I/Atlas于2025年10月29日到达近日点,距离太阳1.36个天文单位,开始其外层的升华。
这颗彗星在双曲线轨道上的速度超过每小时 21 万公里,证实了它的起源位于太阳系之外。
- 2025 年 7 月 1 日由智利的 ATLAS 系统发现。
- 彗发的成分主要是二氧化碳,比水高八倍。
- 估计年龄可达 70 亿年,早于太阳系。
外层逐渐形成
银河宇宙射线是来自太阳系外的高能粒子,数十亿年来一直影响着彗星的冰。这一化学过程将 CO 转化为 CO2,形成 15 至 20 米厚的地壳。
受罗塞塔任务中的 67P 彗星启发进行的模拟表明,有 10 亿暴露的年数足以进行此类培训。由于缺乏日光层保护,导致这些粒子发生强烈的相互作用。
旅途中没有防晒霜
3I/Atlas 在没有日光层保护气泡的情况下穿越了银河系,日光层的保护气泡会过滤局部天体中的辐射。这种情况使彗星不断受到碰撞,从而化学重塑了其表面。
与星际访客不同,由于这个屏障,太阳彗星保持着原始的成分。地壳在星系尺度上累积影响,仅改变外层。
分析强调了长时间的辐射如何改变星际轨道上的物体。其他观察结果将此数据与当地彗星进行比较。
观测到的近日点变化
2025 年 10 月 29 日经过近日点后,太阳热量从受辐射的地壳中释放出气体和灰尘。这种升华暴露了可能保留的内层。
科学家通过比较近日点前后的光谱来绘制原始成分图。亮度迅速增加,呈现出强烈的蓝色,表明挥发性气体的释放。
彗发表现出二氧化碳占主导地位,这是太阳彗星的非典型模式。 SOHO 和 STEREO-A 等卫星已在寒冷的距离记录到气体喷射。
光谱揭示了独特的成分
詹姆斯·韦伯 (James Webb) 的 NIRSpec 仪器检测到昏迷中二氧化碳浓度升高。这种丰度表明其形成于其母星附近富含二氧化碳的冰冷区域。
修改后的地壳覆盖了表面,但核心保留了原始的银河系物质。慧发的蓝色色调来自碳分子的加热。
- CO2/H2O 比率为 7.6 ± 0.3,是彗星中记录的最高值。
- 堆芯每秒排放 129 公斤二氧化碳。
- 彗发中小于 1 微米的水冰颗粒。
光谱分析证实了宇宙射线的处理,CO/H2O 水平为 1.65 ± 0.09。
双曲线轨迹和尺寸
3I/Atlas 于 2025 年 7 月在人马座附近被发现,它遵循双曲轨道,在穿过太阳后离开太阳系。其21万公里/小时的速度验证了其外部起源。
来自哈勃和詹姆斯·韦伯的图像详细描述了彗发和彗尾,估计直径在 440 米到 5.6 公里之间。微红的表面和紫外线发射出现在2025年8月。
初始活动出现在 2025 年 5 月,距离太阳 6.4 个天文单位。专业望远镜仍然可以看到这颗彗星,但亮度逐渐下降。
升华模型已针对非典型成分进行了调整,包括镍等金属。与 2I/Borisov 的比较突出了波动性的相似之处。
与位点相关的化学差异
像 3I/Atlas 这样的星际天体在水面上方的彗发中含有二氧化碳,这与太阳彗星形成鲜明对比。受辐射的地壳占主导地位,但深层保留了原始的银河化学。
2025 年 8 月的数据验证了这一区别,强调了辐射对外部访客的影响。地面望远镜监测尾部和光度率。
此机会校准暴露于长期辐射下的物体的发射模型。连续观测填补了彗星演化研究的空白。
