太陽系的第三位星際訪客3I/ATLAS,又給天文學家帶來了新的驚喜。
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借助智利阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)望遠鏡,科研團隊在彗星不斷膨脹的氣體云中,探測到了甲醇(CH3OH,一種簡單的醇類分子)的極強信號。
作為人類確認的第三個闖入太陽系的星際天體,3I/ATLAS從2025年7月被發現起,就一直備受關注,此前兩位星際訪客是奧陌陌和鮑里索夫彗星。
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鮑里索夫彗星雖然和這次的3I/ATLAS一樣,具有典型的彗星特征,但它的化學成分大多和太陽系普通彗星相差無幾。
而3I/ATLAS完全不同,此前詹姆斯·韋伯望遠鏡就曾發現,它在距離太陽3.32天文單位時(1個天文單位=1.5億公里),彗發里的二氧化碳含量是水的7.6倍,遠超太陽系彗星的常規水平,而這次ALMA的觀測,更是觀測到了異常豐富的甲醇,這再次讓天文學家感到驚訝。
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這次的發現,是科研團隊在2025年8月到10月間,也就是3I/ATLAS飛向近日點(2025年10月29日抵達)的過程中,開展了多輪連續觀測,覆蓋了它與太陽距離2.6到1.7天文單位的區間,最終精準捕捉到了這個彗星所釋放的分子——甲醇(CH?OH)和氰化氫(HCN)。
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甲醇這種簡單的有機分子,在宇宙中其實并不少見,它常常在寒冷星際空間里的塵埃顆粒表面形成,然后被正在誕生的行星系統中的彗星“吸收”并保存下來。
所以,在彗星身上發現甲醇,本身并不意外。
但這次在3I/ATLAS身上測到的甲醇,數量實在太多了,多到讓天文學家感到驚訝。
天文學家通過甲醇產率隨日心距的變化規律,推算出與氰化氫觀測同期的甲醇產量,最終得到9月12日、15日的甲醇/氰化氫產率比分別高達124和79,而太陽系彗星的這一比值平均值僅為26。
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在人類有史以來通過射電觀測過的所有彗星中,3I/ATLAS的甲醇相對豐度能排到第二,僅有太陽系內成分極端反常的C/2016 R2彗星能超過它。
就算和彗星最主要的揮發分水相比,它的甲醇占比也能達到8%左右,是太陽系彗星平均水平的4倍,所以說它是“揣著一肚子太空酒精闖太陽系的訪客”,一點都不夸張。
而更有意思的是這兩種分子的噴發模式--完全相反的噴發模式。
氰化氫的釋放明顯偏向背向太陽的一側,9月12日的觀測數據顯示,它在背陽的產量是向陽面的25倍,向陽面幾乎沒有可探測的釋放;而甲醇卻截然相反,越被太陽照射越活躍,向陽面的噴發強度顯著更高。
二者的釋放來源也完全不同:99%置信度的統計分析表明,氰化氫的產生完全來自彗核表面冰層的直接升華,這和太陽系普通彗星的表現一致。
但甲醇的來源更復雜,同樣99%的置信度表明,除了彗核本身,距離彗核258公里之外的彗發中,還有額外的甲醇釋放源。
當然,受限于長基線數據的信噪比不足,目前還無法100%排除甲醇完全來自彗核的可能性。
這些額外的甲醇,最可能是來自彗發里漂浮的無數微小的冰粒,這些冰粒就像一顆顆迷你彗星,一邊隨著氣體向外飛散,一邊持續升華釋放甲醇,這也是人類首次在星際天體中清晰觀測到這種延伸釋放的現象。
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而兩種分子完全相反的噴發偏好,科研團隊判斷,一方面可能是因為3I/ATLAS的彗核本身化學成分極不均勻,不同區域的冰層物質天差地別。
另一方面也和彗核的自轉有關——它的自轉周期約16.16小時,9月12日和15日的兩次觀測間隔了72小時,彗核朝向太陽和地球的活躍區發生了明顯變化,投影效應也會放大觀測到的噴發差異。
在這次研究中,天文學家還追蹤到了甲醇產量的爆發式增長:從2025年8月到10月,隨著它不斷靠近太陽,甲醇的產率從每秒5×102?個分子飆升到每秒22.9×102?個分子,2個月內漲了4倍多。
尤其是在跨過距離太陽2天文單位的水冰升華帶內緣后,增長速度進一步加快,整體變化規律符合與日心距的-5.2次方關系,這也說明,隨著太陽加熱讓彗核的水冰開始大量升華,裹挾在水冰里的甲醇也被成規模地釋放了出來。
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至于網絡上關于“它是人造天體”的猜測,早已被所有觀測數據徹底證偽,無論是它持續演化的彗發、塵埃尾,還是這次測得的分子構成、噴發規律,都完全符合天然冰質彗星的特征,沒有任何非自然的跡象。
當然,對于我們普通人來說,我們關心的也是這個--它到底是不是外星科技產物。
但對天文學家來說,3I/ATLAS就像一份從外星系穿越星際而來的時間膠囊,借此,他們可以研究其它恒星系的原始組成。
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彗星是行星系統形成時留下的最原始樣本,它冰層里的化學成分,完美封存了它誕生的原行星盤的環境信息。
所以觀測到如此極端的甲醇豐度、以及和太陽系彗星截然不同的化學比例,這些信息都在向我們表明,3I/ATLAS出生地恒星系和我們太陽系的形成環境有著天壤之別,可能是它的母恒星的輻射、溫度環境與太陽不同,也可能是它誕生的原行星盤里,冰塵顆粒的化學演化路徑和太陽系里的情況不同,這些我們就不得而知了。
總之,它是我們探索其它恒星系的一個天然信使,能發掘到多少信息就看我們的手段和本事了。
這項成果于2026年3月正式發表在《天體物理學雜志快報》上。
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