模糊、巨大、古老:关于星际彗星 3I/ATLAS 我们所知道的一切

我们仅仅在短短几周内知道它的存在,但天文学家已经对神秘的星际彗星 3I/ATLAS 有了更多的了解。

该天体于2025年7月1日被发现,并引起了巨大轰动。科学家们迅速发现它来自太阳系外——这是已知的第三个来自太阳系外的天体。天文学家们蜂拥而至,对其进行研究、追踪和分类。

感谢他们的努力,我们现在对这颗不同寻常的彗星有了相当详细(但仍在不断完善)的描述。初步观测表明,它与另外两颗星际天体—— 2017年出现的1I/'Oumuamua和2019年发现的2I/Borisov——截然不同。

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以下是我们所知道的信息。请注意,所有论文在撰写时均为预印本,正在等待 同行评审。

对3I/ATLAS的持续观测使天文学家能够绘制出它未来穿越太阳系的路径。它被发现时距离太阳4.5个天文单位(一个天文单位是地球与太阳之间的距离)。这意味着它位于 木星的轨道内。

它目前的运行速度略低于每秒 60 公里(37 英里),但随着彗星接近太阳,速度会加快。1I/'Oumumua 的运行速度为每秒 26 公里,2I/Borisov 的运行速度为每秒 32 公里。

3I/ATLAS 将于2025 年 10 月 29 日在火星轨道内 ,距离太阳最近,约为1.36 个天文单位。它将于 2025 年 12 月最接近地球,届时距离地球约 1.8 个天文单位。

起源

3I/ATLAS 的速度和轨迹表明,它来自银河系的厚盘,即围绕薄盘的蓬松区域,其中仅包含星系 15% 的恒星质量。星系的这部分相对稀疏,其中的大多数恒星都非常古老。

厚盘图
银河系厚厚的星盘仅包含10%到15%的恒星。(Gaba p/Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)

年龄

这颗彗星的起源提供了有关其年龄的线索。由于它似乎来自一个主要由老天体组成的区域,因此3I/ATLAS也同样相当古老。

另一篇论文也支持了这一观点,该论文分析了这颗彗星的速度和速率,试图计算它的年龄。它的速度比之前发现的两个星际物体1I/'Oumuamua和2I/Borisov快得多,这表明它的年龄也比它们要大。未来的观测将有助于缩小该物体的年龄范围,但目前的分析将其年龄定在30亿至110亿年之间。

宇宙已有138亿年历史,太阳已有46亿年历史。3I/ATLAS不太可能达到这个年龄范围的上限,但它可能仍然比太阳系更古老。

“这是一个来自我们从未近距离观察过的星系区域的天体,”英国牛津大学天体物理学家克里斯·林托特(Chris Lintott)说道,他是其中一篇论文的合著者。“我们认为这颗彗星有三分之二的可能性比太阳系还要古老,而且它从那时起就一直在星际空间中漂流。”

外貌

目前,我们对 3I/ATLAS 的外观了解不多,因为它非常小,而且距离我们还很遥远,但初步观察表明,与 1I/'Oumuamua 和 2I/Borisov 相比,它相当大——直径约 10 公里,而1I/'Oumuamua长达 400 米(约 1,300 英尺),2I/Borisov 长达975 米。

模糊、巨大、古老:关于星际彗星 3I/ATLAS 我们所知道的一切
3I/ATLAS 彗发模糊影像,由北双子座拍摄。(国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/K. Meech, IfA/夏威夷大学)

一些独立的团队对彗星反射的光谱进行了测量,并得出了相同的结论,即该物体要么具有复杂的颗粒尺寸组合,要么具有与太阳系彗星不同的成分,要么是两种解释的结合。

双子座北望远镜拍摄的最新图像揭示了这颗彗星蓬松的彗发,这是一种由尘埃和气体组成的“大气层”,环绕着彗星。随着彗星逐渐接近太阳,科学家预计它的活动将会增强,从而导致彗星气体释放。

“3I/ATLAS 很可能含有冰,尤其是在地表以下,这些冰可能在接近太阳时开始活跃起来,”美国密歇根州立大学天文学家达里尔·塞利格曼说道。“但在我们探测到具体的气体排放物,例如、一氧化碳或二氧化碳之前,我们无法确定冰的种类或数量。”

下一步是什么?

天文学家将继续密切关注3I/ATLAS。由于它比前两位星际访客都要大得多,因此它提供了一个更佳的观测目标。而其预测的起源和年龄意味着,它代表着一个难得的机会,可以研究星系中通常无法触及的时空部分。

它的出现还有另一层含义。它表明星际访客在太阳系中相对常见——这更有理由让我们对即将启动的欧空局/日本宇宙航空研究开发机构彗星拦截器任务感到兴奋。该任务旨在造访彗星并近距离研究它们,目前计划于2029年发射。

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