北京
一顆最近掠過(guò)太陽(yáng)系的星際彗星，其形成時(shí)間可能追溯至120億年前。這讓它成為目前人類觀測(cè)到的最古老的星體構(gòu)建材料之一。
彗星3I/ATLAS是第三顆被確認(rèn)闖入我們所在空間區(qū)域的星際天體。2025年末，當(dāng)它從太陽(yáng)附近經(jīng)過(guò)時(shí)，釋放出異常大量的氣體，讓科學(xué)家獲得了一次罕見(jiàn)的、詳細(xì)研究其構(gòu)成的機(jī)會(huì)。
美國(guó)宇航局詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)重點(diǎn)，放在了這顆彗星的同位素上——這些氫和碳的不同版本，就像是能夠長(zhǎng)期留存的化學(xué)指紋。測(cè)量得出的數(shù)值，與太陽(yáng)系內(nèi)任何已知彗星，或是附近恒星形成區(qū)域的樣本都匹配不上。
科學(xué)家表示，結(jié)果指向了一個(gè)不尋常的事實(shí)：彗星3I/ATLAS很可能形成于早期銀河系中一個(gè)極度寒冷、化學(xué)構(gòu)成原始的區(qū)域。它或許保存了一個(gè)行星系統(tǒng)的物質(zhì)，而該系統(tǒng)形成的時(shí)間，比太陽(yáng)和地球早了70多億年。這比一些最初的預(yù)測(cè)要古老約40億年，它也因此成為銀河系早期歲月里一塊幸存下來(lái)的稀有碎片。
“這是研究來(lái)自遙遠(yuǎn)星系古老天體的一個(gè)獨(dú)特機(jī)會(huì)，”該研究的主要作者、美國(guó)宇航局天體化學(xué)家馬丁·科迪納在一份聲明中說(shuō)，“一方面，我們獲得了對(duì)那個(gè)遙遠(yuǎn)時(shí)空的直接認(rèn)知；另一方面，我們也了解到我們所在的太陽(yáng)系可能有多么不同尋常。”
彗星是一種小型冰質(zhì)天體，是恒星系統(tǒng)誕生之初的遺留物，主要由凍結(jié)氣體、水冰、塵埃和巖石構(gòu)成。當(dāng)它靠近太陽(yáng)這樣的恒星時(shí)，部分冰體會(huì)受熱并直接變?yōu)闅怏w，跳過(guò)液態(tài)階段。這些氣體會(huì)形成一個(gè)發(fā)光的云團(tuán)，有時(shí)還會(huì)形成一條背向恒星的尾巴。
這顆來(lái)自外星系的彗星起源于銀河系的另一區(qū)域，后來(lái)被拋出——很可能是受到某顆行星或路過(guò)的恒星的引力刮擦——之后在星際空間中漂流了數(shù)億年。科學(xué)家已知另外兩位星際訪客曾路過(guò)我們的鄰近區(qū)域：2017年的奧陌陌，但結(jié)果表明它并非彗星；以及2019年的彗星2I/鮑里索夫。
關(guān)于彗星3I/ATLAS的年齡和起源，一個(gè)最強(qiáng)有力的線索來(lái)自它攜帶的水。這些水中含有異常高量的氘，也就是氫的一種更重的形態(tài)。其含量是太陽(yáng)系典型彗星的30多倍。它的碳同位素比率，同樣超出了附近氣體云和年輕行星系統(tǒng)中所見(jiàn)的范圍。
綜合來(lái)看，這些化學(xué)特征表明這顆彗星形成于華氏零下400度（約合零下240攝氏度）以下的環(huán)境，并且自那以后變化極小。韋伯望遠(yuǎn)鏡的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)刊登在《自然》雜志上。
研究人員還提到，碳數(shù)據(jù)指向了一個(gè)誕生于銀河系中重元素貧乏區(qū)域的場(chǎng)所。
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