詹姆斯韋伯望遠鏡捕捉星際彗星 3I/ATLAS 上的甲烷氣體

太空探索中的一個前所未有的里程碑剛剛被記錄為來自 3I/ATLAS（一個來自太陽系外的天體）發出的甲烷噴流。詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 的強大鏡頭於 2025 年底捕捉到了這種化學異常現象，顯示這種有機氣體的濃度遠高於水的含量，這完全偏離了當地彗星的模式。這項發現強化了這位孤獨旅行者的組成是多麼陌生，為了解遙遠世界和遙遠恆星系統的化學成分提供了重要線索。

來自太陽系外的訪客體內前所未有地存在有機氣體

這種物質在 3I/ATLAS 的確認代表著現代天文物理學的分水嶺。在那之前，天文學家追蹤到的任何經過我們附近的星際天體都沒有在其結構中顯示任何甲烷痕跡。在 2025 年 10 月，恆星到達近日點（最接近太陽的時刻）後，這種化合物才開始被明顯排出。這種晚期行為鼓勵研究人員重新思考有關物質如何在銀河係其他角落的行星系統中組織和生存的理論。

太空望遠鏡技術故障如何幫助收集關鍵數據

所有初始測繪均由詹姆斯韋伯太空望遠鏡附屬的中紅外線儀器 (MIRI) 進行，該儀器於 2025 年 12 月 15 日至 16 日期間運行。在該時間窗口內，天體在距離我們的主星 3.3 億公里的地方航行。然而，導星鎖定係統的意外故障迫使科學家將部分掃描時間重新安排在 12 月 27 日。在這個新的日期，目標已經移得更遠，達到了距離太陽熱3.8億公里的大關。

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看似操作上的障礙變成了巨大的科學優勢。兩塊讀數電池發生在恆星達到太陽接近峰值後不到六十天。這次相遇產生的極端熱量充當了熱觸發器，迫使物體地殼中的揮發性物質劇烈蒸發，儘管由於其與深空的持續距離，這種活動已經處於減慢的過程中。

水結冰和穿越空間熱邊界的影響

在分析過程中，MIRI 的感測器捕捉到水蒸氣雲從彗星中心擴展至很遠的距離，這種現像是由形成慧發的冰粒昇華引起的，即覆蓋岩石核心的擴散雲。當第二輪觀測於 2025 年 12 月下旬進行時，圖表顯示這種水排放急劇下降。原因很簡單：3I/ATLAS 跨越了所謂的“雪線”，這是一條看不見的邊界，太陽輻射在此處減弱到足以使水恢復到固態並保持凍結狀態。

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加州理工學院研究員兼專案負責人、科學家馬修·別利亞科夫（Matthew Belyakov）在其官方出版物中詳細介紹了熱動力學。他澄清說，我們系統中的水結冰邊界在2.5個天文單位的範圍內，當星際旅行者達到這個界限時，表面的冰就停止融化。另一方面，二氧化碳和甲烷等元素的蒸發點要低得多，保持完全的氣態活性。除了這些化合物之外，韋伯的設備還令人驚訝地記錄了鎳蒸氣的痕跡，驗證了該物體富含碳和金屬但缺乏遊離水的論點。

關於氣體深層儲存和恆星暴力過去的謎團

甲烷僅在近日點後才出現在雷達上，這一事實為這項研究增加了一層額外的複雜性。主要的假設是，這種氣體並不在表面，而是被困在彗核的岩石內部。太陽的熱能需要數週時間才能穿透外層並到達內層，將材料加熱至昇華點。這表明，無論物體在年輕時擁有的表面甲烷儲量，在億萬年前就被宇宙風吹走了。

研究作者認為，這種結構配置指向了動盪的過去。該理論表明，3I/ATLAS 在其起源的太陽系內遭受了強烈的加熱，甚至在它被扔進星際空間的冰凍真空之前就炸毀了它的外層。因此，剩餘的原始甲烷冰被保護在地核深處，等待數十億年，等待我們恆星的熱浪再次喚醒它。

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外星化學告訴我們其他行星系統的演化

與繞太陽運行的天體相比，3I/ATLAS 中碳和甲烷在水中的絕大多數比例是一個明顯的異常。然而，這種奇特的化學特徵很可能是他出生的恆星托兒所的常態，天文學家估計這一事件發生在 1.1 至 120 億年前。這些數據證明，這個入侵者形成的環境與產生地球及其宇宙鄰居的塵埃雲具有截然不同的物理和化學特性。

如此重大的發現強化了星際碎片在現代科學中所扮演的重要角色。它們就像真正的裝甲時間膠囊，將發生在光年之外、我們永遠無法物理接觸到的行星形成過程的直接樣本送到我們手中。透過破解這些訪客的解剖結構，人類獲得了一個新的視角來理解我們太陽係出現的特性和特權。

天體穿越過程中收集的技術資料摘要

• 官方鑑定：星際天體編目為 3I/ATLAS (C/2025 N1)。
• 數據採集視窗：讀數於2025年12月15日、16日及隨後的12月27日進行。
• 最先進的設備：詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST)，操作 MIRI 紅外線感測器。
• 映射的化學特徵：甲烷氣體（外部遊客聞所未聞）、二氧化碳、水蒸氣和鎳蒸氣痕跡。
• 結構差異：碳和甲烷的非典型濃度超過了水位，顯示其起源遙遠。
• 最大太陽接近：近日點記錄於 2025 年 10 月 29 日。
• 凍結邊界：距離太陽的距離約為 2.5 天文單位。
• 預計出生時間：計算的形成時間為過去11至120億年。