斯巴魯望遠鏡捕捉到星際彗星 3I/ATLAS 化學成分的變化

夏威夷斯巴魯望遠鏡記錄的數據顯示星際彗星 3I/ATLAS 的成分發生了變化。觀測發生在 2026 年 1 月 7 日，當時該物體在 2025 年 10 月到達近日點後已經遠離太陽。研究小組測量了彗星彗髮中二氧化碳和水之間的比例，發現一個值遠低於軌跡前幾個階段檢測到的值。

這些結果表明，原子核釋放的物質會根據太陽附近的加熱而變化。彗星 3I/ATLAS，也稱為 C/2025 N1，是第三個已確認穿過太陽系的星際天體。它於 2025 年 7 月 1 日由位於智利的 ATLAS 系統發現。

近日點後觀測捕獲彗差中的不同訊號

該分析使用高分辨率光譜儀和安裝在斯巴魯上的高色散儀器。天文學家觀察到了原子氧的禁線。綠線和紅線強度之間的比率使我們能夠估計 CO2 相對於 H2O 的比例。

近日點後發現的值低於太空望遠鏡在最接近太陽之前所顯示的值。這種下降與核心的逐漸加熱同時發生。

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彗星首先從更表層釋放氣體，然後從內部區域暴露出具有不同成分的材料。

• 2026 年 1 月測量的 CO2/H2O 比率低於 2025 年 8 月記錄的數值
• 在觀測之日，該物體距離太陽約 2.87 天文單位
• 已經在太陽系彗星上測試過的技術被應用於星際訪客
• 研究小組將這些數據與軌道上不同時間其他儀器的測量結果進行了比較。

日本天文學家領導的團隊應用綜合方法

京都產業大學小山空間科學研究所的 Yoshiharu Shinnaka 協調了這項工作。該研究已被《天文學雜誌》接受發表，並自 2026 年 3 月起在 arXiv 平台上提供。

研究人員使用了與研究源自太陽系的彗星相同類型的分析方法。這個想法是直接比較在不同環境中形成的物體。彗星 3I/ATLAS 來自外部，相對於太陽高速運作。

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先前來自 JWST 和 SPHEREx 等望遠鏡的數據表明，接近階段存在富含二氧化碳的成分。斯巴魯的新測量表明，這種相對豐度在近日點之後下降。

這種變化強化了原子核不均勻的假設。外層和內層的揮發物含量不同。太陽能加熱首先去除表面材料，然後暴露內部。

與其他星際和太陽系彗星的比較

3I/ATLAS 彗星在觀測到的星際天文清單中排名第三。第一個是 2017 年的 1I/’Oumuamua，第二個是 2019 年的 2I/Borisov。與沒有顯示出明顯彗星活動的「Oumuamua」不同，3I/ATLAS 形成了可見的彗髮和彗尾。

在氧氣線中測量的 G/R 比高於類似距離的太陽系彗星的平均值。儘管如此，它仍然接近 2I/Borisov 中看到的值。

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這些相似點和差異有助於我們了解其他恆星系統中形成的物體在進入我們的恆星系統時的行為。這項研究有助於繪製銀河系遙遠區域中星子的多樣性。

對細胞核內部結構的影響

氣體比例的變化顯示彗星具有非均質結構。較深的部分可能比表面含有更少的二氧化碳或更多的水。

當物體接近太陽時，隨著時間的推移，熱量會昇華成不同的層。這解釋了在彗髮中觀察到的化學演化。

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自 3I/ATLAS 被發現以來，天文學家一直在關注它。 2025 年 12 月，甚至在近日點之前，Subaru本身拍攝的影像就顯示了該物體的多個波段。

結合多個時間點的資料可以重建易失性的發布歷史記錄。這項工作為對未來可能經過的星際物體進行新的觀測鋪平了道路。

星際訪客研究的下一步

隨著 3I/ATLAS 的離開，科學界繼續監測。該物件仍然處於活動狀態，但處於較低層級。

未來的研究可以使用其他望遠鏡來完善成分測量。光學、紅外線和其他波長數據之間的比較將豐富圖片。

3I/ATLAS 的案例展示了大規模的地面觀測如何補充太空觀測。位於莫納克亞山山頂的Subaru為這種類型的光譜學提供了得天獨厚的條件。

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這些努力有助於回答行星形成和其他恆星原行星盤中物質分佈的更大問題。