摘要：一颗来自遥远星系的神秘访客正在重写我们对彗星的认知。星际彗星3I/ATLAS以其前所未见的化学组成和异常行为，令天体物理学家们重新审视彗星形成和演化的基本理论。四台世界最先进的太空望远镜——哈勃、詹姆斯·韦伯、SPHEREx和TESS——联合观测的结果显示，这

信息来源：https://www.sciencealert.com/4-powerful-telescopes-agree-interstellar-comet-3i-atlas-really-is-bizarre

一颗来自遥远星系的神秘访客正在重写我们对彗星的认知。星际彗星3I/ATLAS以其前所未见的化学组成和异常行为，令天体物理学家们重新审视彗星形成和演化的基本理论。四台世界最先进的太空望远镜——哈勃、詹姆斯·韦伯、SPHEREx和TESS——联合观测的结果显示，这颗彗星不仅在异常遥远的距离就开始活跃释放气体，其大气中二氧化碳的含量更是达到了前所未有的水平，远超任何已知的太阳系彗星。

自2025年7月1日首次被发现以来，3I/ATLAS就表现出了与众不同的特征。这是继'Oumuamua和鲍里索夫彗星之后，第三颗确认的星际访客，但其独特性远超前两者。最令科学家震惊的发现是，这颗彗星早在距离太阳6个天文单位时就开始活跃——这个距离甚至超出了木星轨道，而大多数彗星通常需要在距离太阳5个天文单位以内才会开始升华释放气体。

哈勃太空望远镜于 2025 年 7 月 21 日拍摄了这颗彗星的图像。 （美国宇航局、欧空局、David Jewitt/加州大学洛杉矶分校）

詹姆斯·韦伯太空望远镜的精密光谱分析揭示了一个更加惊人的事实：3I/ATLAS彗发中二氧化碳与水的比例达到了8:1，这是迄今为止在任何彗星中观测到的最高二氧化碳比例。这一发现不仅挑战了我们对彗星化学组成的传统认知，更为理解不同恒星系统的行星形成环境提供了珍贵线索。

多望远镜联合作战揭示异常特征

时间紧迫性使得这次观测成为了一场与时间赛跑的科学竞赛。由于3I/ATLAS将于10月29日到达近日点，届时将被太阳的强光完全掩盖，科学家们必须在有限的观测窗口内尽可能多地收集数据。这种紧迫感促成了史无前例的多平台协作观测行动。

TESS望远镜通过图像叠加技术，在历史数据中追溯到了这颗彗星的更早活动迹象。研究人员发现，早在今年5月——比正式发现早近两个月——3I/ATLAS就已经开始表现出活跃特征。这一发现将彗星活跃期的起始时间大大提前，为理解其异常行为提供了关键线索。

3I/ATLAS彗星的SPHEREx图像显示，彗发延伸至至少34.8万公里（约21.6万英里）。（NASA/JPL-Caltech）

SPHEREx望远镜在8月中旬进行的多光谱观测进一步证实了这颗彗星的独特性。当时彗星距离太阳3.3到3.1个天文单位，观测显示其彗发半径约为23公里，表明气体产生速度相当快。更重要的是，SPHEREx清晰地识别出彗发中富含二氧化碳和水蒸气的光谱特征，为后续的韦伯望远镜观测提供了重要参考。

哈勃太空望远镜则通过高分辨率成像确定了彗星核心的大小。根据哈勃的测量数据，这颗彗星的半径约为2.8公里，这个尺寸与其产生的巨大彗发形成了鲜明对比，进一步证实了其异常活跃的特性。

化学组成暴露形成环境奥秘

3I/ATLAS极高的二氧化碳含量为科学家们提供了多个理论解释方向，每一个都指向这颗彗星可能经历的独特形成和演化历程。最直接的解释是，这颗彗星本质上就富含二氧化碳，这可能表明它形成于一个与太阳系环境截然不同的行星系统中。

JWST 拍摄的 3I/ATLAS 彗星图像。（NASA/詹姆斯·韦伯太空望远镜）

在行星形成的早期阶段，不同的冰线位置决定了各种挥发性物质能够凝结的区域。如果3I/ATLAS形成于其母星系统的二氧化碳冰线附近，那么其富含二氧化碳的特征就可以得到合理解释。这种形成环境暗示其母星系统可能具有与太阳系不同的温度分布或化学组成。

另一种可能性是这颗彗星在漫长的星际旅行中经历了特殊的辐射环境。星际空间中的高能粒子和紫外线辐射可能改变了彗星表面和次表层的化学组成，导致某些化合物的优先保存或转化。这种"太空风化"过程可能解释了为什么3I/ATLAS的化学特征如此独特。

研究人员还提出了第三种可能：彗星内部的热传导受到抑制，导致水冰的升华速度相对于二氧化碳和一氧化碳较慢。这种物理机制可能与彗星的内部结构或热导特性有关，暗示星际彗星可能具有与太阳系彗星不同的内部组织方式。

观测窗口即将关闭的科学价值

3I/ATLAS的研究价值远超其科学发现本身，它为我们提供了直接研究其他恒星系统物质组成的难得机会。作为来自遥远星际空间的信使，这颗彗星携带着其诞生地的化学指纹，为比较行星学研究开辟了全新维度。

彗星的异常早期活跃性也为理解挥发性物质在极低温度下的行为提供了宝贵数据。传统理论认为，彗星只有在接收到足够太阳辐射加热后才会开始升华，但3I/ATLAS的表现表明，某些化学组成的彗星可能具有更低的活跃阈值。

这一发现对太阳系外彗星的探测和识别具有重要意义。如果其他星际彗星也具有类似的早期活跃特征，那么我们可能需要调整探测策略，在更远的距离上寻找这些天体的活跃迹象。

随着观测窗口的迅速关闭，科学家们正在为彗星即将到来的近日点通过制定后续观测计划。虽然届时地基望远镜无法直接观测，但火星轨道器可能有机会在彗星经过近日点时进行观测。更令人兴奋的是，木星探测器朱诺号可能在明年3月彗星掠过木星时对其进行拦截观测。

这些后续观测机会虽然有限，但可能提供关键的近距离数据，帮助科学家更好地理解3I/ATLAS的物理特性和内部结构。特别是在近日点附近的观测，可能揭示这颗彗星在强太阳辐射下的行为变化，进一步验证或修正当前的理论模型。

3I/ATLAS的发现和研究过程也展示了现代天体物理学多平台协作观测的威力。四台不同类型望远镜的联合观测，不仅提高了数据的可靠性，还通过不同观测手段的互补性，为这颗神秘彗星描绘出了前所未有的详细图像。这种协作模式可能成为未来星际天体研究的标准范式，为人类探索宇宙奥秘提供更强大的工具。

来源：人工智能学家