星际彗星 3I/ATLAS 在其古老的冰储量中携带着前所未有的化学特征。天文学家已经发现，该天体在最近接近太阳时释放出的水中含有非常高比例的氘。这一发现表明它是在比地球附近更冷、更暗的银河系环境中形成的。
密歇根大学的研究人员对该物体排放的气体进行了测绘。这些数据与在我们太空区域的天体中观察到的模式相矛盾。对挥发性物质的详细分析为了解遥远行星系统的化学条件提供了一个直接的窗口。完整的研究被接受发表在科学杂志《自然天文学》上。
化学分析揭示起源于极冷环境
3I/ATLAS中半重水和普通水的比例达到了令人惊讶的水平。氘的体积超过当地彗星记录的水平至少 30 倍。当科学家将外星物质与地球海洋进行比较时，差异增加了 40 倍。氘由氢同位素组成，其原子核中含有一个质子和一个中子。普通水的基本结构中仅携带质子。
这种过量的重同位素就像宇宙过去的天然温度计。富含氘的水分子的形成需要极低的温度。化学过程理想地发生在低于 30 开尔文的环境中。缺乏强烈的恒星辐射也有利于这种结构的保存。产生该物体的气体和尘埃云仍然远离热源。快速冻结将元素困在最原始的状态。
路易斯·萨拉查·曼萨诺 (Luis Salazar Manzano) 领导了光谱数据的调查。该研究人员在密歇根大学天文学系工作。 Teresa Paneque-Carreño 负责协调分析工作。老师解释说，我们系统的特点并不代表普遍的规则。年轻太阳形成环境的辐射水平远高于 3I/ATLAS 诞生时所面临的辐射水平。
宇宙访客的年龄是太阳系的两倍
天体的运行轨迹证实了它的外部起源。 ATLAS 监控系统于 2025 年 7 月 1 日检测到该物体。双曲线路线表明有一条穿过我们社区的独特通道。彗星将跨越深空的边界，再也不会回来。在此事件发生之前，只有另外两个星际天体得到了官方确认。
太空旅行者的核心直径不到一公里。尺寸的减小并没有阻止挥发性化合物的大量释放。太阳热引起二氧化碳和一氧化碳升华。地面仪器的读数中也出现了甲烷。气体活动开始于距中心恒星五个天文单位的地方。
该物体的估计年龄给科学界留下了深刻的印象。计算表明该地层形成于 7 至 100 亿年前。一些模型表明其历史更为悠久。太阳系大约有 45 亿年的历史。形成原子核的宇宙尘埃在遇到太阳引力之前穿过广阔的真空。冰的结构保存证明了星际环境在千年旅程中的热稳定性。
陆地和太空设备绘制冰的成分图
捕获信号需要一个由尖端观测站组成的复杂网络。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列捕获了最关键的发射。该天线综合体在智利沙漠中运行。该设备的灵敏度使得区分普通水和重水的特征成为可能。观察的那一刻保证了团队处理的数据的质量。
监测活动涉及多个步骤和不同的跟踪技术，以确保信息的准确性。
- 亚利桑那州的 MDM 天文台记录了核心的初始气体排放。
- 主要测量是在该物体到达近日点后六天进行的。
- 最接近太阳的时间点发生在 2025 年 10 月。
- 詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了验证这一发现的初步数据。
- 国际小组正在监测彗星的活动下降。
不同时间收集的信息的一致性强化了小组的结论。地面射电望远镜和空间传感器之间的数据交叉消除了可能的读取错误。 3I/ATLAS 是一个天然的极限化学实验室。该物体的通过将来自另一颗恒星的样本直接送到研究人员手中。
这一发现改变了银河系行星形成的模型
访客的化学成分含有高含量的碳同位素。这一特征强化了古代恒星摇篮富含重金属的假设。这些冷冻物质在星际真空中完好无损地保存了数十亿年。星系化学演化模型获得了宝贵的校准点。理论学家现在需要调整计算机模拟，以适应富含氘的水库的存在。
在体外测量氘的新颖性开辟了一个新的研究领域。这段时间内改进的技术将作为未来拦截的基础。现代天文学依赖于快速识别这些转瞬即逝的目标。预计未来十年检测量将大幅增加。维拉·C·鲁宾天文台将领导寻找新旅行者的工作。
遥远系统之间的比较完全取决于捕获准确的数据。每一颗新的星际彗星都会带来银河历史的不同片段。行星化学成分根据起源区域的不同而有很大差异。科学家们现在有了评估宇宙中水的成分的可靠参考。夜空的连续测绘将确保这个宇宙目录的扩展。