望遠鏡探測到星際彗星3I/ATLAS有水，氘含量比地球高40倍

從太陽系外對天體的觀測揭示了現代天文學中前所未有的化學特徵。星際彗星 3I/ATLAS 的氘濃度是地球海洋中氘濃度的 40 倍以上。這項發現是透過位於智利阿塔卡馬沙漠的 ALMA 天文台進行的分析得出的。對該物體的詳細研究發表在 2026 年 4 月的科學期刊《自然天文學》。

密西根大學的研究人員領導了這項工作，調查了岩石和冰體中存在的水的同位素組成。這項壯舉代表了當代太空探索的里程碑。專家們第一次能夠以如此高的分析精度對已確認的星際物體進行化學表徵。所獲得的數據提供了有關在銀河系遙遠和未知部分產生世界的環境條件的重要資訊。

📡"Comet 3I/ATLAS was born in a region of the Galaxy vastly different from our Solar System, billions of years ago" By @skyatnightmag https://t.co/gLtO8I2qxx pic.twitter.com/4RKuyYlfPH

— ALMA Observatory📡 (@almaobs) April 26, 2026

同位素比揭示遙遠的起源

按照迄今為止已知的天文標準，彗星中發現的氘含量達到了非同尋常的水平。科學家對氘和普通氫之間的比率（技術上稱為 D/H）的計算表明，其濃度比太陽系中彗星的平均濃度高出 30 倍。傳統的水分子帶有兩個常見的氫原子和一個氧原子。就 3I/ATLAS 而言，分子的基本結構中很大一部分含有重同位素。

氘與鹼性氫的不同之處在於，除了標準質子之外，它的原子核還含有一個額外的中子。這種質量的變化使得高靈敏度的儀器能夠區分太空真空中的兩種水。 ALMA 望遠鏡使用其專門的無線電感測器來捕捉這些分子的特定發射。此天文綜合體的先進技術量化了數百萬公里外分析樣本中元素的準確比例。

捕獲的資訊作為物體形成環境的真實化學特徵。該記錄保留了數十億年前彗星出現地點的確切情況。密西根大學天文學副教授、該研究的聯合主任特蕾莎·帕內克-卡雷尼奧詳細介紹了研究過程中獲得的數據的重要性。這位科學家解釋說，太陽系的特徵並不決定整個可觀測宇宙的規則。

極端溫度的訓練環境

研究經驗表明，行星和彗星的形成機制會根據銀河區域的不同而發生巨大變化。 3I/ATLAS 同位素數據表明，出生情景與我們的完全不同。这个天体很可能是在一个更冷、更孤立的环境中形成的。与早期太阳系合并阶段相比，该地点的紫外线辐射水平也明显较低。

這些極端的氣候和輻射條件有利於物體表面氘比例的富集。在非常低的温度下，特定的化学过程会发生不同的情况。嚴寒促進了優先將氘融入水分子的反應，從而損害了普通的氫。密歇根大学博士生、该研究的主要作者 Luis Salazar Manzano 强调了这种冷冻过程的相关性。

觀測證實，行星系統的演化在整個銀河系中遵循不同的路徑。每個恆星系統都保存著數千年來其形成歷史的獨特記錄。這些數據嵌入其冰冷物體和外圍彗星的化學結構中。 3I/ATLAS 可作為旅行時間膠囊。該物體帶有其原始來源地狀況的完整證據。

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檢測歷史和結構異常

3I/ATLAS 被認定為星際天體是在 2025 年。同年 7 月監測雷達首次目視偵測到 3I/ATLAS 後僅幾個月就得到了確認。這顆彗星是科學編目中極為有限的天體類別的一部分。它是自現代系統觀測開始以來第三個被確認跨越太陽系邊界的星際物體。

甚至在深入分析氘之前，科學家就已經注意到彗星物理結構的異常。最初的成分顯示出對於當地太空岩石標準來說不尋常的特徵。

• 與檢測到的水量相比，此結構中二氧化碳的比例很高。
• 其化學模式與靠近太陽軌道形成的彗星有很大不同。
• 這些變化已經表明其起源於化學過程與已知完全不同的環境。

測量 D/H 比為研究人員驗證他們的假設提供了明確的光譜證實。該物體構成的每一個細節都有助於組裝一個複雜且啟發性的宇宙謎題。結合揮發性氣體和稀有同位素的數據，創造了彗星軌跡的連貫圖像。天文學現在為理解我們鄰近恆星之外存在的物質多樣性奠定了堅實的基礎。

科技進步與未來探索

北美大學團隊所進行的工作建立了一種將用於未來空間研究的方法。 ALMA 天文台在智利沙漠中安裝了 66 個天線陣列，展示了其獨特的技術能力。尖端的基礎設施能夠檢測遠離地球的日益微弱的同位素特徵。該技術工具擴大了研究進入太陽引力範圍的其他星際天體的可能性。

多年來，ALMA綜合體的建設和維護涉及一千多名不同國籍的技術人員和工程師的工作。該設施代表了全球為了解宇宙基本化學而進行的巨額投資。電波望遠鏡測量氘的性能證明了這項共同努力的實際科學回報。所獲得數據的精確性證明了在智利北部開展的行動的複雜性。

研究結果也為遙遠行星系統演化的新理論模型提供了基礎。了解不同的環境如何產生不同的化學成分有助於完善對新世界的太空搜尋。科學家利用這前所未有的資訊來計算可能擁有有利條件的行星的頻率和特徵。星際彗星的研究為銀河系中存在的巨大多樣性提供了物質證據。