星际彗星 3I/ATLAS 在到达最接近太阳的位置后，其彗发的化学成分发生了重大变化。天文学家于 2026 年 1 月 7 日使用斯巴鲁望远镜捕捉到了这一现象。这个天体是科学证实的第三个起源于太阳系之外的天体。这颗恒星最近的一次接近发生在几个月前，即 2025 年 10 月 29 日。
研究人员发现该物体核心释放的二氧化碳和水的比例有所下降。今年年初记录的指数远低于 2025 年 8 月太空望远镜测量的指数。由国际团队进行的完整研究计划于 2026 年 4 月 22 日在科学杂志《天文学杂志》上发表。这一发现提供了关于银河系其他区域形成的天体内部结构的前所未有的数据。
氧气线测量揭示了新的化学比率
由京都产业大学小山空间科学研究所研究员 Yoshiharu Shinnaka 领导的科学家团队使用了先进的观测方法。该小组应用了最初为研究当地彗星而开发的技术来分析这位遥远的访客。斯巴鲁望远镜是一个安装在夏威夷莫纳克亚死火山山顶的装置，其主镜直径为 8.2 米，捕获了研究所需的重要光谱数据。天文台的高海拔确保了深空的清晰视野。
天文学家将仪器校准的重点放在测量原子核周围的气体和尘埃云中存在的禁氧发射线。这种特定的方法使得以间接但高度准确的方式计算二氧化碳和水之间的精确比例成为可能。最终结果表明，与穿过近日点之前收集的信息相比，二氧化碳的存在量大幅减少。这种突然的变化让参与恒星日常监测的专家们感到惊讶。
化学变化表明复杂的变暖动态。随着温度升高，彗核的不同层导致挥发性气体的释放。强烈的太阳辐射到达物体表面并导致冰立即升华。这一物理过程将固体材料直接转化为气体，将粒子喷射到真空中并形成被称为慧发的发光结构。
宇宙辐射与天体内部结构
数据的差异表明3I/ATLAS的内部成分与其最外层有很大不同。星际物体在深空中旅行了数百万甚至数十亿年。在黑暗中的漫长旅程中，地表不断受到高能宇宙辐射的轰击。早在彗星接近任何热恒星之前，这个过程就会使彗星的地壳退化并发生化学变化。
当天体最终进入太阳的热影响区时，极端的加热去除了外部积累的最易挥发的物质。随着这个原始外壳的破坏，被困在最深处和最受保护的层中的气体开始逃逸到太空中。近日点后测量的元素比例更忠实地反映了原子核内部的原始组成。这次观测让我们得以真实地了解彗星诞生的恒星系统的原材料。
随着与太阳距离的减小或增加，源自我们太阳系的彗星往往会显示出释放挥发性物质的可预测趋势。然而，3I/ATLAS 在去年的首次观测中已经显示出异常高的二氧化碳含量。后来记录的急剧下降强化了这位星际访客独特且不可预测的性格。这些数据挑战了当代天文学中使用的传统数学模型。
- 斯巴鲁望远镜的观测是在最接近太阳两个多月后进行的。
- 2026年1月测量的二氧化碳与水的比率低于2025年8月的数据。
- 科学小组将该物体的行为与太阳系中已知的彗星的行为进行了比较。
- 关于化学变异的完整研究将于 2026 年 4 月 22 日发表在《天文学杂志》上。
探测历史和太空望远镜的作用
3I/ATLAS 作为人类探测到的第三个星际物体，巩固了天文观测的新时代。这一类别的先驱是 2017 年发现的 1I/’Oumuamua，它以其细长的形状和异常的加速度引起了科学界的兴趣。两年后，望远镜发现了 2I/鲍里索夫，它的特征与传统彗星更加相似。这些天体中的每一个都提供了有关其他行星系统中普遍存在的物理和化学条件的零碎线索。
天文学家将这些罕见的访客视为银河系其他恒星轨道上形成的物质的免费样本。 3I/ATLAS 中记录的化学演化有助于了解在不同重力和辐射水平下的环境中的升华过程和核结构。连续监视允许您为从源系统中弹出的对象建立行为模式。科学依靠这些事件来扩展有关银河系的知识。
在夏威夷进行分析之前，这颗彗星已经被尖端仪器网络跟踪。詹姆斯·韦伯太空望远镜和 JUICE 行星际探测器传感器此前进行的观测绘制了该天体的早期活动图。这些平台记录了水、二氧化碳和其他几种复杂有机化合物的主要释放。空间和地面数据的结合创建了彗星在其通过过程中退化的完整图像。
对行星形成模型的贡献
对星际物体的详细分析使研究人员能够直接比较来自不同恒星系统的原材料。这项针对 3I/ATLAS 的研究为改进关于星子和岩石行星如何从尘埃和气体盘形成的理论模型提供了基础支持。某些化学元素的存在或不存在决定了一个系统拥有宜居世界的潜力。正如我们所知，水和碳是生命的基石。
科学界预计未来十年对这些天体的探测将显着增加。研究人员希望，新的大视场巡天望远镜投入使用后，每年能够发现数十个类似的访客。每一项新的观测都增加了有关我们银河系其他系统中化学多样性的重要统计数据。光学和红外传感器的技术进步使得快速跟踪黑暗目标变得更加高效。
负责这项研究的团队强调，几十年来巩固的用于分析本地彗星的技术现在已经证明了它们在星际目标中的有效性。这大大扩展了现代天体物理学中比较分析的可能性。 3I/ATLAS 彗星继续其双曲线轨迹，逐渐远离太阳，向深空移动。新的观测活动已经安排好了，在它完全消失在宇宙的黑暗中之前，可以提供有关其残余活动的更多细节。