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詹姆斯韋伯望遠鏡在逃逸期間探測到星際彗星 3I/ATLAS 核中的甲烷

作者 Maria • 2026年5月23日 • 1 min de leitura

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Foto: cometa - Alones/Shutterstock.com

星際彗星 3I/ATLAS 在提供了前所未有的關於其基本化學成分的數據後，開始了其離開太陽系的明確路線。由美國太空總署營運的詹姆斯韋伯太空望遠鏡和 SPHEREx 任務進行的觀測證實了該物體結構中存在甲烷、水和複雜的有機分子。該天體被確認為來自我們行星系統之外的第三位訪客，已被現代天文學探測到並編目。這項發現為了解我們宇宙附近的世界的形成打開了一個新的視窗。捕獲的數據是確定的。

加州理工學院的一組研究人員本週在著名的科學雜誌《天體物理學雜誌快報》上發表了詳細的調查結果。光譜分析表明，該物體在穿過地球軌道之前，已經在銀河系的星際空間中行駛了至少十億年。 2025 年 10 月記錄的最接近太陽的過程中，彗星表現出獨特的行為，開始劇烈釋放內部氣體。這種現象使科學家能夠觀察到自另一個恆星系統起源以來內部保存的原始物質。

太陽能加熱揭示了隱藏在核心中的化合物

甲烷的具體檢測發生在 3I/ATLAS 軌跡的戰略時刻。這項紀錄恰好發生在 2025 年 12 月該天體已經開始遠離太陽的時候。最初，彗星的外殼幾乎沒有顯示出揮發性氣體的跡象。該物體的表面受到了數十億年連續空間輻射的嚴重破壞。隨著極端太陽逼近導致內部溫度升高，情況發生了巨大變化。先前隔熱的深層冰層開始在太空真空中迅速融化和昇華。

脫氣過程顯示甲烷仍然儲存在岩石表面下方的口袋中。該物質在運輸過程中完全受到保護，免受破壞性的銀河輻射的影響。這種直接觀察被認為是當代天文物理學的里程碑。星際彗星中存在的化合物的豐度和確切比例可以作為真實的指紋。這些數據揭示了這些天體在被噴射到深空之前最初形成的遙遠行星系統的確切熱和化學條件。

詹姆斯·韋伯望遠鏡和 SPHEREx 任務繪製了該物體的結構圖

由研究員馬修·別利亞科夫（Matthew Belyakov）領導的科學家團隊利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的先進功能來繪製彗星發出的信號圖。最新一代設備可以捕捉比人類視覺能力高出十倍的紅外線波長。儀器的精確度使得分離彗核周圍氣體雲中存在的每種化學元素的光特徵成為可能。 SPHEREx 任務以互補的方式掃描天空以整合軌跡和亮度資訊。

交叉引用兩個空間天文台收集的數據使得對 3I/ATLAS 彗髮中的不同成分進行編目成為可能。所識別的元素構成了以前所未有的細節了解物體有機化學的基礎：

在恆星高溫下形成的富含礦物質的岩石塵埃顆粒；
內核加速融化，不斷釋放出水蒸氣；
氣態二氧化碳驅動物質猛烈噴射；
甲烷和幾種複雜的有機分子對於生命起源前的化學至關重要。

同一天體上同時存在水和有機化合物，強化了有關基本成分在整個宇宙中分佈的理論。科學家估計，類似於 3I/ATLAS 的彗星可能在向形成中的岩石行星輸送水和基礎分子方面發揮了至關重要的作用。對這種氣體雲的詳細研究為完善世界主要航太機構目前使用的行星演化數學模型提供了真實的參數。

與之前的星際訪客截然不同

3I/ATLAS 的行為與其直接前身 1I/’Oumuamua 和 2I/Borisov 的記錄形成鮮明對比。 2017 年探測到的第一位星際訪客因沒有顯示出塵埃和氣體的特徵尾部而引起了科學界的興趣。它看起來更像是一顆細長的岩石小行星。第二個物體於 2019 年發現，顯示出標準的彗星活動，但化學成分不同。這位新來者因其異常的亮度和高揮發性物質釋放率而脫穎而出。

該物體的物理尺寸也給參與持續監測的研究人員留下了深刻的印象。據估計，這顆彗星的直徑超過一千米，即使在離太陽很遠的地方，它也有足夠的質量來維持長時間的活動。亮度的大小促進了先進光譜儀器的使用。觀察視窗產生了一個巨大的資料庫。收集到的資訊需要數年時間才能由全球天文物理實驗室完全處理和解釋。

木星軌道的逃生路線與觀測的未來

目前，3I/ATLAS 已經穿過木星軌道，踏上了與我們行星系統不可逆轉的告別之路。天體的高速運動超過了太陽的吸引力。軌道物理學確保彗星永遠不會回到我們恆星的引力影響中。他將跟隨他孤獨的深空之旅。對國際科學界來說，這個觀測期是近距離研究真正的星子的難得而寶貴的機會。

對這些原始碎片的研究有助於了解地球和太陽系中的其他行星是如何由大約 46 億年前的岩石和冰的聚集形成的。由於 3I/ATLAS 具有與奧爾特雲或柯伊伯帶中誕生的天體不同的化學特徵，因此它可以作為比較天文物理學的移動實驗室。遠端監控將繼續不間斷。只要彗星的熱訊號仍然可以被遠端儀器偵測到，望遠鏡就會追蹤該物體。