天文学家利用位于智利的欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VeryLargeTelescope),详细研究了星际彗星3I/ATLAS的组成。通过测量特定的化学“指纹”,这也是首次对一颗形成于太阳系外的彗星进行此类观测。研究团队发现,3I/ATLAS很可能起源于一个古老恒星系统的外围区域。这项成果为这颗彗星的形成历史提供了新的线索,也显示它的年龄可能比太阳还要古老,甚至可能超过太阳年龄的两倍。
欧洲南方天文台甚大望远镜于2026年1月18日拍摄的星际彗星3I/ATLAS影像。此图由14分钟内拍摄的多张影像叠合而成,由于彗星在天空中持续移动,因此背景恒星呈现拖曳的轨迹。(Source:ESO)
星际彗星是形成于太阳以外其他恒星周围的冰冻天体,偶尔会闯入太阳系。它们就像是遥远行星系统形成时留下的“化石”,保存了诞生环境的重要资讯,因此让天文学家有机会在相对近距离研究其他恒星系统的形成历史。
3I/ATLAS是人类发现的第三个星际天体,前两个分别为1I/ʻOumuamua与2I/Borisov。前两个星际天体的成分都难以测量:第一个没有侦测到气体,第二个则因太过昏暗而难以分析;相较之下,3I/ATLAS的亮度极高,使研究团队首次得以测量其同位素比例,也就是同一元素不同同位素之间的相对含量。
研究团队分析紫外与可见光高解析光谱,测量了彗星周围气体中氰化物分子的碳与氮同位素比例。由于这些比例对天体形成时的物理环境相当敏感,而且在漫长的星际旅行过程中几乎不会改变,因此可视为追溯彗星身世的重要“化学指纹”。研究发现,3I/ATLAS的碳与氮同位素比例明显高于太阳系彗星;此外,另一项研究也测得它含有较高比例的氘(deuterium,又称重氢),两项研究结果彼此呼应。
综合各项证据,研究团队推测,3I/ATLAS很可能形成于一颗古老、低金属量恒星周围的外围区域。所谓低金属量恒星,是指除了氦之外,较重元素含量较少的恒星,代表它形成于宇宙仍相当年轻、化学元素尚未像今日这般丰富的时代,因此其母恒星的年龄也远早于太阳。随著3I/ATLAS逐渐远离太阳、亮度持续减弱,这次观测也即将告一段落。
然而,星际天体仍是相当新兴的研究领域,每发现一个新的星际访客,都可能为我们揭开另一个遥远行星系统的形成历史,带来更多意想不到的新发现。研究成果发表于《NatureAstronomy》(Opitometal.2026)。