新研究发现了什么

两个研究小组利用不同的望远镜和不同的化学示踪剂得出了一致的结论。

第一项研究发表于 自然 2026 年 6 月 22 日，使用韦伯近红外光谱仪绘制了彗星彗发中的水、一氧化碳和二氧化碳图。测量结果显示，氘（即重氢）比太阳系彗星多出约 30 倍，而且碳 13 的含量也比碳 12 低得多。

第二项研究发表于 自然天文学 7月6日，使用甚大望远镜上的UVES光谱仪。它测量了彗星周围释放的氰化物分子中的碳和氮同位素比率。这些比率适合远离较老的低金属恒星形成的物质。

这些研究共同描述了一颗彗星聚集在一个比我们自己的行星系统更冷、更早的行星系统中。

什么是 3I/ATLAS？

3I/ATLAS 是观测到的第三个经过太阳系的已确认星际物体。位于智利里约乌尔塔多的 ATLAS 巡天望远镜于 2025 年 7 月 1 日报告了这一情况。

它的速度和双曲线轨迹表明它不受太阳引力的束缚。它来自星际空间，弯曲穿过太阳系，然后再次继续出去。美国宇航局表示，它的冰核、彗发、颜色、速度和方向与彗星一致。

该物体于 2025 年 10 月最接近太阳，距离地球不超过约 2.7 亿公里。它从未构成影响风险。

同位素比率如何追踪其诞生地

同位素是具有不同中子数量的同一元素的版本。例如，碳 12 和碳 13 都是碳，但它们的相对丰度在恒星、云层和行星形成环境中会发生变化。

这些比率可以保存温度、辐射和与年轻恒星的距离的化学记录。因此，在冷外盘中形成的材料可以携带与靠近恒星加工的材料不同的同位素模式。

天文学家读取 3I/ATLAS 周围的气体是因为阳光加热了它古老的冰并产生了明亮的彗发。这些气体充当了自彗星形成以来就被密封在其内部的物质样本。

该方法重建了可能的出生地。它无法识别产生彗星的确切恒星，也无法为其核分配日历日期。

韦伯发现重水和不寻常的碳

韦伯在 3I/ATLAS 最近经过太阳后观测到，当时变暖已将表面冰转化为气体。它的 NIRSpec 仪器绘制了彗发区域的水、一氧化碳和二氧化碳图。

星际彗星 3I/ATLAS 周围的水、二氧化碳和一氧化碳的韦伯近红外光谱图
韦伯的 NIRSpec 仪器绘制了 3I/ATLAS 彗发中的水、二氧化碳和一氧化碳图。图片：NASA、ESA、CSA、STScI、Martin Cordiner；由 Alyssa Pagan 处理。

氘丰度是最引人注目的结果。 NASA 报告称 3I/ATLAS 所含的重氢比太阳系中形成的彗星重约 30 倍。如此高的水平表明冰是在深度冰冻的环境中形成的，并且在没有长时间变暖的情况下保存。

韦伯还发现，相对于碳 12，碳 13 的含量很少。较年轻的恒星系统往往含有更多的碳13，因为连续几代的恒星会制造和传播更重的元素。因此，贫碳13天体与银河系历史上更早形成的物质是相容的。

这一组合使得韦伯团队估计了其年龄高达 10 至 120 亿年，这一时期被天文学家称为宇宙正午，此时整个宇宙的恒星形成已接近高峰。

研究负责人马丁·科迪纳称这次观测是“研究来自遥远星系的古代物体的独特机会”。

VLT 添加了碳和氮证据

VLT 团队于 2025 年 12 月 6 日至 26 日期间使用 UVES 观测了 3I/ATLAS。该仪器分离了氰化物分子中微弱的化学指纹，并首次测量了星际彗星的氮同位素。

该研究测得碳 12 与碳 13 的比率为 151，氮 14 与氮 15 的比率为 363，两者都具有广泛的不确定性。太阳系彗星的碳比通常接近 90，氮比通常接近 150。

氮的结果类似于来自前恒星核心、原恒星和行星形成盘外部的测量结果。碳的结果也与老恒星周围的物质相一致，其中含有相对较少的比氦重的元素。

这两个比率都无法确定一个精确的出生地。该论文称，这些证据与一颗较老的低金属丰度恒星周围外盘的形成相一致。这一结论与韦伯的重水和碳测量结果一致。

3I/ATLAS 有多少年了？

已发表的主要估计表明 3I/ATLAS 的年龄约为 10 至 120 亿年。太阳大约在 46 亿年前形成，因此根据较高的估计，这颗彗星的年龄将是太阳系年龄的两倍多。

这个数字应该被理解为有化学证据支持的形成估计。科学家们并没有取出一块细胞核并在实验室中进行测定。他们将彗星的同位素比率与银河化学演化和寒冷的行星形成环境模型相匹配。

最有力的结论比一个确切的数字更广泛。 3I/ATLAS 可能在太阳系存在之前围绕一颗古老的恒星形成，然后花了数十亿年的时间穿越星际空间，最后短暂经过太阳。

为什么3I比Oumuamua和Borisov更容易学习

第一个已知的星际访客 1I/Oumuamua 没有产生可用于同位素测量的可检测气体。第二颗，2I/鲍里索夫，显然是彗星，但太微弱，无法进行同样的详细分析。

3I/ATLAS 是在近日点前几个月被发现的，并成为迄今为止观测到的最亮的星际物体。它的活跃彗发为韦伯和甚大望远镜提供了足够的气体来分离几个化学特征。

这种亮度将一个遥远的行星系统变成了一个临时的本地实验室。望远镜可以研究来自比任何星系都近得多的距离的另一个恒星系统的物质 系外行星及其存在生命的潜力 可以观察到。

关于其他行星系统的化学反应

3I/ATLAS 表明，彗星可以在古老的、化学上原始的恒星周围形成，然后逃逸到星际空间。其不寻常的混合物也表明太阳系的彗星只是更广泛的彗星群中的一个分支。

生命问题仍然是间接的。研究人员正在研究行星和生命起源化学可以发展的原始环境，而不是检测彗星中的生物体。美国宇航局戈达德中心的斯蒂芬妮·米拉姆（Stefanie Milam）将更广泛的目标描述为了解生命进化的条件在整个宇宙中有多普遍。

这项工作与更广泛的研究并存 科学家如何评价外星生命 以及由诸如 TESS系外行星天空地图。每个新系统都为研究人员提供了另一个比较点，以了解我们自己的行星历史可能有多么不寻常。

结果支持外星飞船的说法吗？

韦伯或 VLT 同位素研究中没有证据表明存在人造物体。 NASA 将 3I/ATLAS 描述为一颗具有冰核和彗发的活跃彗星，并表示其运动与重力和普通彗星排气兼容。

这些新论文研究了自然行星的形成、星际化学和彗星源系统的年龄。他们没有报告 技术签名、工程材料或受控操纵。

星际起源听起来充满异国情调，但同时又保持完全自然。该物体之所以非凡，是因为它保留了来自另一个行星系统的化学成分，而不是因为测量结果表明存在外星技术。它为更大的谜题添加了一个物理样本 外星人在哪里 而不提供答案。

天文学家接下来会看什么

3I/ATLAS 正在远离太阳并逐渐减弱，因此当前的观测窗口正在关闭。研究人员仍然可以将韦伯和 VLT 数据与 ALMA、哈勃和其他设施的观测结果结合起来，以测试不同的分子是否讲述相同的形成故事。

未来的星际物体可能更难研究。欧洲南方天文台预计极大望远镜能够将同位素工作扩展到当前仪器无法测量的较暗的观测者的细节。

下一个收益将来自样本量。三个已确认的星际物体不足以描述全部星际物体。每个新访客都可以展示 3I/ATLAS 是古代行星系统的常见产物还是保存异常完好的异常值。

常见问题

3I/ATLAS 真的比太阳系更古老吗？

同位素证据支持太阳系形成之前，韦伯团队估计其年龄可达 10 至 120 亿年。该估计是基于化学成分和形成模型，而不是直接的实验室测年。

科学家如何估算3I/ATLAS的年龄？

科学家测量了彗星释放的气体中氢、碳和氮的同位素比率。他们将这些比率与太阳系彗星、星际物质和不同年龄恒星周围的行星盘模型进行了比较。

3I/ATLAS 是天然彗星吗？

是的。美国宇航局表示，它的冰核、彗发、颜色、速度和轨迹与彗星一致。新的同位素研究还描述了老恒星周围的自然形成。

3I/ATLAS 对地球构成危险吗？

不会。美国宇航局报告称，它最近的距离仍距地球约 2.7 亿公里，大约是地球与太阳之间距离的 1.8 倍。

来源追踪

判决

3I/ATLAS 是第一个明亮到足以让天文学家阅读其化学历史的星际访客。韦伯和 VLT 测量结果独立地指出了远离远古恒星形成的冰，可能是在 10 到 120 亿年前形成的。

这一结果为天文学家提供了比我们自己的行星系统更古老的行星系统的物理记录。它的化学成分是陌生的，它的旅程是非凡的，证据仍然描述了一颗天然彗星。