来自智利、欧洲、美国、加拿大和新西兰的一个国际天文学家团队,近日对一颗穿越太阳系的星际彗星进行了迄今最精细的光谱观测。这颗彗星编号为 3I/ATLAS,是人类确认的第三个星际天体。研究人员利用欧洲南方天文台(ESO)超大望远镜(VLT)上的多台高精度仪器,首次在其彗发中清晰探测到了原子态镍以及氰化物气体。

哈勃空间望远镜的广角相机3号(WFC3)也在2025年12月27日拍摄了这位“星际访客”的清晰影像,展示了它在深空中的真实面貌。
3I/ATLAS最早于2025年7月1日被NASA资助的ATLAS巡天系统发现,当时它正从人马座方向高速进入太阳系。该天体也被命名为 C/2025 N1(ATLAS) 或 A11pl3Z。发现时,它距离太阳约4.51个天文单位,轨道离心率高达6.13,明确显示其并非太阳系原生天体。
智利天主教大学的罗汉·拉哈特冈卡博士指出,研究星际天体释放的挥发性成分,为理解其他恒星系统中发生的化学与物理过程提供了难得的机会。与太阳系彗星不同,星际彗星在漫长的星际旅途中,保留了其诞生时原行星盘中的“原始信息”,即便这些特征可能会因星际介质的影响而略有改变。
在2025年7月至8月期间,当3I/ATLAS逐渐接近太阳、日心距离从约4.4天文单位缩短至2.85天文单位时,天文学家对其进行了多次高分辨率光谱观测。研究团队使用了VLT上的 X-Shooter 和 UVES 光谱仪,对彗星的化学组成展开深入分析。
结果显示,这颗彗星的彗发以尘埃为主,其光学连续谱呈现明显的红色特征,暗示其中含有丰富的有机物。这种红色调与太阳系彗星及柯伊伯带中一些最原始天体相似,表明不同恒星系统之间可能共享某些相似的形成和演化机制。
随着彗星进一步升温,研究人员在其光谱中探测到了**氰化物(CN)以及多条中性镍(Ni)**的发射线。值得注意的是,常见于彗星中的铁(Fe)并未被检测到,这表明在太阳辐射作用下,镍可能正在从彗发中的尘埃颗粒中被高效释放。
分析还发现,镍和氰化物的释放速率随着彗星接近太阳而急剧上升,其变化趋势与日心距离呈现出明显的幂律关系。这一行为暗示,相关物质的释放机制可能并非传统的冰层升华,而更可能涉及低能过程,例如光子诱导的脱吸或复杂有机物的分解。这一特征使3I/ATLAS在物理机制上与许多太阳系彗星有所不同。
研究人员指出,这些“化学指纹”不仅记录了一次短暂的太阳系访问,更为研究遥远恒星系统提供了直接样本。星际彗星就像是从其他恒星系统中“直接取样”的物质,由于它们未经历反复绕太阳运行的深度改造,能够保留关于原行星盘组成的重要线索。
此前被确认的星际天体展现出惊人的多样性:2017年的“欧陌陌”更像一块惰性岩石,而2019年的2I/鲍里索夫则富含一氧化碳和复杂冰物质。相比之下,3I/ATLAS呈现出一种以尘埃为主、却同时释放金属原子的独特特征,为星际天体的分类与演化研究增添了新维度。
研究团队表示,如果在近日点附近,3I/ATLAS依然持续释放镍而不伴随铁的出现,那么这将首次明确表明,星际彗星中的金属发射可能与传统的耐火物释放机制相互独立。这一发现将支持镍以低温有机金属或纳米相形式存在的假设,并有助于理解盘状化学、金属丰度以及辐射历史如何影响微观物理过程。
无论其形成历史如何,3I/ATLAS都为天文学家提供了一次极具价值的自然实验。它不仅连接了金属释放、挥发性活化与尘埃物理之间的关系,也为即将到来的鲁宾天文台和ESO极大望远镜时代,树立了星际天体快速响应光谱观测的新范式。