天文学家已经证实，2025 年穿过太阳系的太阳系外天体 3I/ATLAS 彗星含有极高浓度的氘水。这一发现于 2026 年 4 月发表在《自然天文学》杂志上，为宇宙偏远地区行星系统的形成条件提供了前所未有的证据。安装在智利的ALMA射电望远镜在2025年11月彗星最接近太阳时收集了数据，距离为2.03亿公里。
3I/ATLAS 彗星是有记录的第三颗穿过太阳系附近的太阳系外天体。科学家估计它已有超过 100 亿年的历史，保存着银河系过去的化学记录，充当宇宙时间胶囊，在星际空间中旅行了亿万年。
前所未有的氘浓度打破了已知模型
氘化水（也称为 HDO 或半重水）的检测标志着首次在太阳系外的物体中识别出这种化合物。氘化水与普通水不同，因为它用氘取代了普通的氢原子，氘是一种稀有的氢同位素，含有一个额外的中子。传统的水由两个氢原子和一个氧原子 (H2O) 组成，而氘化水则具有 HDO 结构。
该研究的主要作者路易斯·爱德华多·萨拉查·曼萨诺（Luis Eduardo Salazar Manzano）透露，彗星中氘的丰度明显超过任何已知的参考值。其浓度比太阳系彗星中的浓度高出 30 多倍，比地球海洋中的浓度高出 40 倍。这种巨大的差异表明形成条件与形成已知天体的条件截然不同。
氘化水可以作为宇宙起源的高精度地质标记。当星际空间的冷分子云中形成水时，该过程有利于氘的富集。这种现象与其他恒星周围的太阳系形成同时发生，揭示了有关彗星起源的化学环境的信息。
训练环境极端温度
对化学成分的分析使天文学家能够重建彗星诞生地的条件。这些特征表明这是一个异常寒冷的系统，估计温度为-243.14摄氏度。这种极端的冷却甚至比太阳系自身形成期间的温度还要强烈，这表明太空区域特别不利于传统生命形式的发展。
这颗彗星起源于原行星盘，原行星盘是围绕新生恒星的气体和尘埃结构，也是行星形成的地方。恒星周围存在原行星盘并产生了 3I/ATLAS，这证实了行星形成过程并非太阳系独有，而是宇宙多个区域中普遍存在的现象。研究人员通过研究特定化学元素的丰度及其同位素比率来推断这些条件，并使用氘作为地质温度计，揭示了遥远系统的特殊性。
ALMA射电望远镜通过升华检测气体
ALMA（阿塔卡马大型毫米波阵列）射电望远镜在探测彗星中的化学元素方面发挥了决定性作用。科学家们在该物体最接近太阳的时刻观察到了这一时刻，当时太阳的热量导致冰升华，固体直接转化为气体。这个过程释放出可检测的分子，这些分子被望远镜的仪器以非凡的精度捕获。
当彗核中的冰蒸发时，它会释放出气体和粒子，形成可见的彗尾并发出独特的光谱特征。 ALMA 射电望远镜能够以足够的灵敏度捕获这些特征，以识别特定分子并量化其比例。然而，仪器的灵敏度不足以检测可测量数量的普通水，这一结果被证明对于科学数据的解释极其重要。
氘的比例异常表明物体异常
萨拉查·曼萨诺解释说，没有检测到普通水（H2O）并不一定表明彗星不含有它。所做的观察可能只是低于仪器的灵敏度极限。然而，在普通水无法被识别的情况下，氘化水的成功检测给科学界提出了重要问题。
氘的异常比例与可检测到的普通水的缺失立即表明 3I/ATLAS 彗星是一个真正特殊的天体。以前在任何研究的天体上都没有记录过这种特征的组合。这一发现挑战了现有的理论模型，并迫使天文学家重新考虑宇宙中存在的化学和物理可能性。
日程及主要研究数据
- 2025 年 11 月：ALMA 射电望远镜对 3I/ATLAS 彗星接近太阳时进行的初步观测
- 2026 年 4 月底：结果在《自然天文学》杂志上正式发表
- 2026 年 5 月：向国际科学界传播研究结果
- 氘浓度：比地球海洋高40倍，比太阳系彗星高30倍
- 预计起源温度：彗星形成环境中-243.14摄氏度
彗星 3I/ATLAS 于 2025 年底最终离开太阳系，继续其在未知空间的旅程。在其通过期间收集的记录将仍然是未来研究天体起源和化学多样性的重要来源。这一发现重申了观测天文学和尖端技术在解开宇宙最古老谜团方面的重要性。