詹姆斯韋伯太空望遠鏡在星際彗星 3I/ATLAS 上檢測到甲烷。這次觀測標誌著首次在星際訪客體內直接偵測到這種氣體。這顆彗星從另一個行星系統來到我們的行星系統。
天文學家使用中紅外線 MIRI 儀器繪製了天體核心周圍的化學成分圖。分析顯示有水蒸氣、二氧化碳和甲烷。每種氣體都呈現出獨特的空間模式。甲烷只有在最接近太陽的地方才會出現。
韋伯繪製了彗星 3I/ATLAS 上的氣體分佈圖
詹姆斯韋伯太空望遠鏡於 12 月底將 MIRI 瞄準了 3I/ATLAS。這顆彗星已經遠離太陽系。該望遠鏡分離紅外光的能力使其能夠識別三種主要化學成分。水蒸氣擴散得更廣。二氧化碳和甲烷在核心附近變得更加集中。
這種分佈提供了有關彗星內部結構的線索。只有當太陽熱量到達更深層時，高度揮發性的甲烷才會昇華。在此之前，氣體在地表下仍然受到保護。
- 水蒸氣主要來自昏迷中的冰粒
- 二氧化碳和甲烷集中在原子核附近
- 空間模式根據與太陽的距離而變化
- 甲烷出現在最近的觀測中，而不是先前的數據中
化學成分與太陽系中的彗星不同
3I/ATLAS 表現出與我們系統中起源的彗星中觀察到的不同的化學成分。甲烷與水的比例高於預期。這項特徵顯示形成於完全不同的環境。
科學家將這些數據與已知物體進行比較。甲烷昇華較晚，顯示它被掩埋了。來自近日點通道的熱量將氣體從內層釋放出來。這種行為有助於了解星際彗星如何保存其他系統的材料。
天然氣產量的下降也引起了人們的關注。隨著 3I/ATLAS 遠離太陽，活動減少。水的反應比其他成分更強烈。這種變化增強了物體組成的複雜性。
MIRI 儀器揭示了彗星前所未有的細節
中紅外線儀器捕捉紅外線化學指紋。觀測是在十二月進行的，當時彗星與太陽的距離是特定的。光譜顯示出清晰的水、二氧化碳、甲烷甚至鎳的譜帶。
天文學家注意到，相隔約 12 天的兩個觀測期之間的氣體釋放量顯著減少。尤其是甲烷，在最近的測量中表現強勁。這次探測打開了一個新的視窗來研究來自太陽系外部的物體。
3I/ATLAS之前曾被其他儀器觀測過。哈伯和韋伯之前的數據本身並沒有記錄甲烷。目前的探測證實了在彗星通過的不同階段追蹤彗星的重要性。
對星際彗星起源的影響
高比例甲烷的存在顯示了獨特的形成條件。太陽系彗星通常表現出更均勻的成分。 3I/ATLAS 帶來了另一個行星系統中發生的過程的證據。
研究人員繼續分析完整的光譜。彗星上保存的物質可能包含有關遙遠系統的化學資訊。未來的觀測將有助於完善這些物體如何形成和在星際空間中遷移的模式。
這項發現強化了詹姆斯·韋伯作為研究彗星的重要工具的作用。該望遠鏡提供的數據補充了先前的影像和測量結果。
觀察的技術細節
MIRI 在光譜模式下運行來剖析彗星的光線。影像與輪廓相結合顯示了氣體的確切位置。 3I/ATLAS 核心以異構方式釋放材料。
天文學家計劃進一步分析原始數據。國際團隊包括NASA、ESA和CSA等機構。初步結果已發表在科學出版物上。