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氮含量异常高,天文学家证实星际彗星3I/ATLAS来自零下243度的恒星边陲

2026-9-20 寰宇科学

曾经闯入太阳系的星际彗星3I/ATLAS,正为天文学家提供一扇窥探其他行星系统形成环境的窗口。最新研究发现,这颗星际彗星的化 学组成中含有异常丰富的氮,显示它很可能诞生在距离母恒星相当遥远、温度极低的区域。由于3I/ATLAS并非形成于太阳系,它所携带的冰与挥发性物质,就像保存著另一个行星系统早期历史的“化学化石”,有助于了解不同恒星周围形成彗星与行星的环境是否相似。

星际彗星3I/ATLAS的尘埃(以蓝色标示)、气体(以绿色标示)和离子(以红色标示)分布影像。(Source:LeaFerellec)

研究团队利用威廉·赫歇尔望远镜(WilliamHerschelTelescope),于2025年11月30日及12月2日拍摄3I/ATLAS。当时彗星已通过近日点,研究人员分析此彗星的离子尾光谱,辨识出五种离子成分,包括氮、一氧化碳、二氧化碳、水与甲炔基离子等。通过比较这些成分的相对比例,天文学家推测出彗星冰物质凝结时的温度与化学环境,进一步追溯它在母恒星系统中的出生位置。

其中最重要的线索,是氮离子与一氧化碳离子之间的比例。研究显示,星际彗星3I/ATLAS的氮含量比典型的太阳系彗星高出许多。由 于氮只有在非常低温的环境下,才能有效被封存在冰中,因此研究团队推测,这颗彗星的形成温度可能低于30K,也就是摄氏零下243度以下。这项结果也与近期其他研究相呼应,例如3I/ATLAS呈现较高的氘含量,以及其他指向低温形成环境的同位素特征,都支持它可能诞生于母恒星原行星盘遥远而寒冷的外围区域。

这项研究正为彗星与太阳系小天体研究开启新的可能。像3I/ATLAS这类星际访客极为罕见,每一次近距离观测,都能让天文学家直接 取得其他行星系统的原始物质样本。借由比较它们与太阳系彗星的成分差异,未来可望进一步了解不同恒星系统形成行星与小天体的条件,也能帮助我们认识像太阳系与其它行星系统的差异程度。