ALMA望远镜新发现，3I/ATLAS半重水含量比太阳系彗星高30倍
透过阿塔卡玛大型毫米／次毫米波阵列（ALMA）的最新观测，天文学家首次在星际彗星3I/ATLAS中测得“半重水”（氘代水），显示其来源的母恒星系统形成于极端低温的条件下。这项发现指出，星际彗星3I/ATLAS所含的半重水比例，至少是太阳系彗星的30倍，为我们直接揭示其来源恒星系统在极低温环境下形成的化学线索。
彗星常被称为脏雪球，部分原因在于其富含水冰，而这些水分子保留了形成环境的化学记录。除了普通水（H₂O）外，彗星中还含有一种称为“半重水”（HDO）的分子，其中一个氢原子被氘（D，即含一个额外中子的氢同位素）所取代。在太阳系彗星中，大约每一万个水分子才会出现一个半重水分子；然而在3I/ATLAS中，这个比例至少高出30倍，甚至超过地球海洋中该比例的40倍。
此艺术想象图比较星际彗星3I/ATLAS（左）与地球（右）中的半重水含量。显示氘代水（HDO）分子的相对丰度，3I/ATLAS中的HDO含量超过地球海洋的30倍。这种偏高比例暗示该彗星形成于极端寒冷的环境，与塑造太阳系的条件大不相同。（Source：ALMA）
如此高的半重水比例，意味著其起源于极端寒冷且化学条件不同的环境。促进半重水增加的化学过程对温度极为敏感，通常需要低于约30K（约摄氏−243度）的环境。这个比例在该彗星来源的恒星系统形成时即已确立，并在其漫长的星际旅程中保持不变。
除了做为遥远恒星（及行星）系统的化学指纹外，HDO/H₂O比值也具有重要的宇宙学意义。氘与氢的丰度早在大霹雳时期便已确立，因此这项测量提供了一种极为基础的方法，用来探测其他世界诞生时的条件。每一颗星际彗星都带来了一部分它的历史，就像来自其他地方的化石。我们不确定它确切来自哪里，但透过ALMA这类仪器，我们可以开始理解那个环境，并与我们的太阳系进行比较。
这次观测的时机极为短暂，在3I/ATLAS通过近日点后仅6天内完成。ALMA在这项发现中的关键角色不可或缺，多数仪器无法朝向太阳方向观测，但像ALMA这样的电波望远镜则可以。我们得以在彗星刚从太阳后方现身、通过近日点后几天内进行观测，进而取得其他仪器无法获得的分子限制。
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