星際彗星3I/ATLAS來自宇宙極寒之地，重水含量超太陽系彗星約30倍

IT之家 5 月 11 日消息，一顆來自太陽系之外的彗星，讓天文學家得以難得地窺見：外星行星系統，可能在與塑造我們太陽系周遭環境截然不同的條件下形成。

這顆天體就是 3I/ATLAS，不到一年前，它在穿越太陽系時被人類發現。盡管科學家目前仍無法確定其確切起源，但由密歇根大學主導的一項新研究表明，這顆彗星誕生于宇宙中一處極寒區域。

這項研究發表于《自然?天文學》期刊，研究發現 3I/ATLAS 內部富含高濃度的富氘水，也就是常說的“重水”。該研究還獲得了美國國家航空航天局（NASA）、美國國家科學基金會以及智利國家研究與發展局的部分資助支持。

本研究第一作者、密歇根大學天文系博士生路易斯?薩拉查?曼薩諾表示：“我們的最新觀測結果表明，孕育太陽系的環境條件，與銀河系其他區域行星系統的演化環境存在巨大差異。”

星際彗星中發現重水

據IT之家了解，水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成，化學式為 H?O。普通水中的氫原子僅含有一個質子；而氘是氫的一種重同位素，同時包含一個質子和一個中子。

研究人員發現，這顆彗星的水分子中，氘的占比高得驚人。地球以及太陽系內的彗星上同樣存在重水，但 3I/ATLAS 體內檢測到的重水含量遠超以往已知水平。

薩拉查?曼薩諾指出：“其水分子中氘與普通氫的比例，高于我們此前在其他行星系統及行星彗星中觀測到的任何數值。”

據研究團隊測算，這顆彗星水體中的氘含量比值，是太陽系內所有已觀測彗星的約 30 倍，更是地球海洋水體氘比值的約 40 倍。

探尋外星起源的線索

科學家可以借助這類化學元素比值，反推彗星與行星形成初期的環境條件。通過對比 3I/ATLAS 與太陽系天體的化學組分，研究人員判定：這顆彗星大概率形成于溫度更低、輻射強度更弱的宇宙環境中。

本研究聯合負責人、密歇根大學天文學助理教授特雷莎?帕內克 - 卡雷尼奧表示：“這足以證明，造就太陽系的環境條件，并非宇宙空間普遍存在的常態。這話聽起來似乎顯而易見，但恰恰是需要科學實證的關鍵結論。”

研究人員解釋，能夠完成此次高精度深度研究，離不開多重有利條件，首先便是這顆彗星被發現的時間足夠早，為后續持續觀測預留了窗口。

科學家如何研究 3I/ATLAS

彗星被發現后，薩拉查?曼薩諾及其研究團隊獲得了亞利桑那州 MDM 天文臺的觀測時段，率先捕捉到了彗星釋放氣體的早期跡象（MDM 天文臺由密歇根大學、達特茅斯學院、麻省理工學院聯合創辦，名稱取自三所機構首字母）。

隨后，薩拉查?曼薩諾與帕內克 - 卡雷尼奧展開合作。帕內克 - 卡雷尼奧利用位于智利的阿塔卡馬大型毫米波 / 亞毫米波陣列（ALMA）的專業設備，對這顆彗星的化學組分開展了更精細的解析。

阿塔卡馬大型毫米波 / 亞毫米波陣列的探測精度，足以區分普通水與氘化重水，讓研究人員得以精準計算兩種水體的含量比例。科學家表示，這是人類首次對星際天體成功完成此類化學組分分析。

薩拉查?曼薩諾坦言：“身處密歇根大學、能夠使用頂尖天文觀測設備，是這項研究得以落地的關鍵。我們的團隊人才濟濟，在多個研究領域經驗豐富，成員之間優勢互補，才最終完成了這批觀測數據的分析與解讀。”

未來的星際天體探索

研究團隊認為，這項研究證實：未來發現的星際天體同樣可以開展化學組分分析，有望為人類揭開銀河系各處行星系統的形成機制提供全新視角。

迄今為止，天文學家僅發現三顆闖入太陽系的星際天體，3I/ATLAS 便是其中之一。不過帕內克 - 卡雷尼奧認為，隨著新一代天文臺投入巡天觀測，這類星際天體的發現將會變得愈發頻繁。

她同時強調了保護暗夜星空的重要性，只有維持夜空純凈黑暗，天文學家才能持續捕捉到來自深空的微弱天體信號。

她表示：“我們必須守護好暗夜環境，保持夜空通透無光污染，才能探測到這些體量微小、光芒黯淡的星際天體。”