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《星际信使》3I/ATLAS的年龄,可能几乎与宇宙本身一样长,詹姆斯·韦布望远镜观测显示

2026-04-04 09:42阅读:
撰文:帕特里克.佩斯特 2026313


3I/ATLAS 的长尾和次级反尾,以及从它的彗发中出现的几个较小的喷流,由天体摄影师村田聪于20251116日拍摄。(图片:村田聪)
新的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测显示,星际彗星 3I/ATLAS 年龄可达120亿年,与我们太阳系中的任何天体都不同。
去年,当这位星际访客被发现疾驰穿过我们的宇宙邻域时,彗星 3I/ATLAS 成为了天体界的名人。不久之后,网络上有人推测这块太空岩石可能是外星飞船。然而,大多数天文学家相信, 3I/ATLAS 是来自未知恒星系统的彗星。
现在,一项发布在预印本服务器 Research Square 上的研究的新初步发现(仍在同行评审中)表明,这颗彗星约在 100 亿到 120 亿年前,在银河系的一个寒冷而遥远的区域形成。那将使彗星 3I/ATLAS 的年龄是地球(45 亿岁)和我们的太阳系(46 亿岁)的两倍多,在其年龄上限时,也接近我们银河系和整个宇宙的年龄(约 136 亿和 138 亿年)。
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研究人员已经通过彗星的速度和轨迹了解到,它可能是有史以来看到的最古老的彗星。此前的估计将彗星的年龄置于 30 亿到 110 亿年之间。通过观察彗星在202512月飞过地球时由JWST进行的同位素测量,这些新发现进一步缩小了彗星的年龄和起源范围。
研究人员已经从彗星的速度和轨迹中得知,它可能是有史以来见过的最古老的彗星。此前的估计认为这颗彗星的年龄在30亿到110亿岁之间。通过分析202512月彗星飞越地球时詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)获取的同位素测量数据,新发现进一步缩小了彗星的年龄和起源范围。
“这些数据显示,3I/ATLAS的同位素组成与太阳系彗星有很大不同,并且表明它很可能形成于100亿至120亿年前,”比利时皇家太空气象研究所(Royal Belgian Institute for Space Aeronomy)研究科学家罗曼·马吉奥洛Romain Maggiolo),在给《生活科学》的电子邮件中表示,他未参与该研究。“换句话说,3I/ATLAS是在与我们不同的恒星环境中形成的,不仅仅是在太空的其他地方,而且是在银河系历史上更早的时期。
” 彗星3I/ATLAS是迄今为止在我们太阳系中记录到的第三个星际天体。根据哈勃太空望远镜的观测,这颗太空岩石的宽度估计在1,400英尺(440米)到3.5英里(5.6公里)之间,它在去年以约137,000英里/小时(221,000公里/小时)的速度进入我们的太阳系,然后绕太阳甩出。在到达被称为近日点的距离太阳最近点后,于20251029日,彗星随后在1219日最接近地球,当时它距离地球约1.68亿英里(2.7亿公里)。詹姆斯·韦伯太空望远镜在几天后的1222日进行了观测,并被用于分析这项新研究。
来自古老宇宙的遗迹
彗星在靠近恒星时会升温,这会导致其表面的冰升华为气体。通过研究这些气体的成分,研究人员可以开始弄清它们的组成及其形成时的条件。
新预印本的作者观察了3I/ATLAS释放物质的同位素比率,也就是元素的不同版本。他们发现,这颗彗星的水中氘(氢的较重同位素)含量比以往研究过的任何彗星都高,而其碳同位素的比率也超过了我们太阳系中通常看到的水平。
这些结果为了解在银河系早期形成这颗彗星的古老行星系统中,可能存在的条件提供了线索。
接下来的阅读内容
• 彗星 3I/ATLAS 在接近地球时变得更绿、更亮。
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“如果 3I/ATLAS 确实如这项研究所示那样古老,它所含有的大量挥发性分子表明,在银河系历史早期的恒星形成区中,丰富的前生物化学可能已经发生,” 马吉奥洛说道。
研究结果还表明,该彗星形成于一个大约 30 开尔文(零下 406 华氏度,或零下 243 摄氏度)寒冷的环境中,很可能是在一个密集且有良好屏蔽的原行星盘中。
虽然这项研究仍处于预印本阶段,但作为自身研究一部分,研究彗星 3I/ATLAS 的马吉奥洛(Maggiolo)对此并没有什么重大担忧。他表示,这些新的测量有助于研究人员“更好地理解这个星际信使”。
西班牙空间科学研究所(CSIC/IEEC)小行星、彗星及陨石研究组的研究首席调查员,何塞普·特里戈-罗德里格斯(Josep Trigo-Rodríguez),此前曾在彗星 3I/ATLAS 上发现喷发的“冰火山”,他将这项新发现描述为,利用公认专家采用不同技术汇编的良好科学成果集。
“这份手稿表明,星际彗星是独特的天体,它们能够采样银河系偏远区域,”特里戈-罗德里格斯在给《生活科学》的电子邮件中说道。
研究人员很可能永远无法知道彗星 3I/ATLAS 来自哪个恒星系统。这颗彗星可能已经在太空中旅行了数十亿年,并在这段时间内走过了很长的路。马吉奥洛自己的研究发现,该天体受到了极强的辐射,长时间暴露在宇宙射线下可能从根本上改变了其化学组成,使其来源更难以辨认。
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马吉奥洛说:“3I/ATLAS释放出的物质的同位素,组成提供了谜题中一个关键的新线索。但这个谜题还远未完成!”。
对天文学家来说,找到那些拼图碎片是一场与时间的赛跑,因为彗星3I/ATLAS现在正以高速离开太阳系。它目前正经过木星,预计将在周日(315日)最接近木星。这颗彗星将距离这颗气态巨行星约3300万英里(5400万公里)——比它靠近地球的距离要近得多。
这位星际旅行者随后将继续远离我们的旅程,于7月越过土星轨道,20274月越过天王星轨道,并于20283月越过海王星轨道。你可以使用NASA的“太阳系之眼”模拟软件,追踪这颗彗星的轨迹。

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