詹姆斯•韦伯太空望远镜首次观察有出人意料结果的星际彗星3I/ATLAS
By Robert Lea published 15 hours ago
Astronomy
美国宇航局的100亿美元太空望远镜研究了第三个来进入太阳系的星际天体，测量它的晕的化学成分。
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被詹姆斯•韦伯太空望远镜的红外视觉看到的星际入侵彗星3I/ATLAS。 (Image credit: NASA/James Webb Space Telescope)
詹姆斯•韦伯太空望远镜（JWST）已经首次观测了星际访客3I/ATLAS。这台强大的太空望远镜于2025年8月6日在这颗彗星上训练了它的红外视觉和它的近红外光谱仪（NIRspec）。
被小行星撞击地面预警系统（ATLAS）勘测望远镜7月1日发现，3I/ATLAS刚好是从来发现的漂移过我们太阳系的第三个据信已经源自围绕其他恒星的天体。其他两个星际访客是2017年被发现的1I/欧穆阿穆阿和2019年被探测到的2I/鲍里索夫。
詹姆斯•韦伯太空望远镜紧随哈勃太空望远镜和SPHEREx天文台的脚步，这两个望远镜已经随它穿越太阳系观测到了3I/ATLAS。本次调查目标是来发现3I/ATLAS的特征，包括它的大小、物理属性，和重要的它的化学成分。
在一篇描述他们的3I/ATLAS调查的预印本论文中，一组用詹姆斯•韦伯太空望远镜观测该彗星的天文学家团队解释研究像这样的来自其他恒星系统的彗星帮助来研究在这些恒星系统中随它们形成的条件像什么一样。这些成果然后能被比较到科学家们已经了解关于46亿年前围绕太阳的条件——当时太阳系的行星、小行星和彗星正在形成。
当彗星接近太阳并被太阳的热温暖时，它们内的冰冻物从固体直接成气体。这造成气体逃逸，一个叫“排气” 的过程，创造一颗彗星特有的尾部和晕或“彗发”。
正像预料的一样，3I/ATLAS随它接近太阳正在排气，天文学家已经用詹姆斯•韦伯太空望远镜和它的近红外光谱仪来识别在它的彗发中的二氧化碳、水、水冰、一氧化碳和有气味的气体羰基硫。
然而，没有被预料到的是从来在一个彗星中观测到的二氧化碳对水的最高比率。这可能揭示更多关于其中3I/ATLAS形成了的条件。

由拉斯昆布雷斯天文台的地面望远镜看到的3I/ATLAS旅行穿过一个恒星的背景。(Image credit: ESA)
在3I/ATLAS的彗发中二氧化碳的丰富可能表明这颗星际彗星有一个内在的二氧化碳丰富的心脏。这可能隐含着该彗星包含暴露到比太阳系内彗星已经被暴露到的远更高的辐射水平的冰。
或者，研究团队提出这个高二氧化碳含量可能表明3I/ATLAS可能已经在一个围绕它的恒星母体涡旋云或原行盘内叫“二氧化碳冰线” 的特别场所形成。这被定义为围绕一个婴儿恒星或原恒星温度的点跌落到足够低来允许二氧化碳从一个气体到一个固体变化。
此外，在3I/ATLAS彗发中的丰富水蒸气可能表明在彗星内部有某种东西正在禁止热渗透彗星的冰核。这会阻碍相对二氧化碳和一氧化碳的转化速率水从冰转化成气体的量。
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这些新发现建立在关于3I/ATLAS被收集的大量有趣数据之上。这包括先前的这颗星际彗星实际上约70亿岁老的发现，这意味着它是从来见过的最老的彗星，比太阳系更老约30亿岁。
此前研究在该彗星上的团队当他们检查了3I/ATLAS彗星穿越太阳系的陡峭轨道时得出了这一结论。这表明它来自银河系的“厚盘”，一个我们的星系比太阳被诞生的“薄盘”远更古老的区域。
有一件事是确定的：3I/ATLAS的研究将继续直到彗星返回星际空间有比它带进太阳系可考虑的更少的秘密为止。而詹姆斯•韦伯太空望远镜将要更重的参与解开这一秘密。
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