探秘星际彗星3IATLAS，未来或频现

我们有一位来自银河系遥远角落的访客。科学家揭示了为什么星际彗星3IATLAS如此特殊——以及为什么我们会很快发现更多类似的天体。

与天文学家西里尔奥皮托姆的访谈，她共同领导了一项利用甚大望远镜对彗星3IATLAS开展的研究。

西里尔奥皮托姆（CyrielleOpitom）与他人共同领导了一项利用甚大望远镜对彗星3I阿特拉斯（3IATLAS）开展的开创性研究。

星际彗星3I阿特拉斯是近年来太空科学领域最重大的事件之一。

自2025年7月被发现以来，它在飞近太阳并继续向太阳系边缘行进的过程中，吸引了众多太空爱好者乃至普通大众的关注。

这个星际物体起源于银河系的一个遥远角落，在穿越太空的旅程中飞速掠过了我们的太阳系。

当它来到我们附近时，人类动用了所有最先进的观测手段，尽可能多地了解这颗彗星，抓住这次难得的机会。

更多关于3I阿特拉斯彗星的信息

我们可能会发现更多星际天体 在3IATLAS中检测到生命形成所需成分 我们可以用航天器探访星际彗星

NASA火星大气与挥发物演化任务（MAVEN）航天器拍摄的星际彗星3IATLAS的紫外图像，显示其周围彗发结构。图片来源：美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空飞行中心科罗拉多大学博尔德分校实验室空间物理中心

我们一些最强大的天文台——比如哈勃和詹姆斯韦布太空望远镜——观测到了3I阿特拉斯彗星。

我们甚至能够将机器人航天器对准火星、木星以及那颗星际访客，让科学家们得以在这个奇异天体距离太阳太近而无法从地球上观测时，获得对它的独特视角。

西里耶勒奥皮托姆是英国爱丁堡大学的天文学家，她共同牵头了一项利用甚大望远镜对3I阿特拉斯彗星的研究。甚大望远镜是世界上顶尖的天文台之一，位于智利阿塔卡马沙漠的暗夜之下。

我们有机会和西里埃勒聊了聊3I阿特拉斯彗星，它有何特别之处，我们如何知道它比太阳更古老，以及我们为何即将见证星际发现的一次大爆发。

西里尔奥皮托姆（CyrielleOpitom）与他人共同牵头，利用甚大望远镜对彗星3I阿特拉斯（3IATLAS）开展了一项具有开创性的研究。

天文学家如何发现星际彗星？

大多数情况下，太阳系彗星和星际彗星的发现均源于巡天观测。

这些是会定期观测整个天空，或尽可能多的天空区域，并检测正在移动或变化的天体的天文台。我们通常就是通过这种方式发现星际天体的。

3IATLAS特别由ATLAS巡天项目发现，该巡天项目曾向天文学家发出警报，指出天空中存在一个未知的移动天体。

经过几次后续观测，我们意识到它实际上是一个移动的物体，但并非来自我们自己的太阳系。

我们通过观察该物体的轨道并计算得出，它一定起源于太阳系之外。

这就是3IATLAS成为第三个被发现的星际天体的原因。

有史以来发现的首个星际物体奥陌陌是由同类型的望远镜发现的，但第二个星际物体2I鲍里索夫是由一位业余天文学家发现的。

感觉围绕3IATLAS的讨论比前两颗天体更热烈。它为何如此特别？

我认为部分原因在于它是迄今为止我们观测到的最亮的，因此我们能够进行比前两次更多的观测。因此，我们对它有更多的了解。

3IATLAS与我们太阳系中的天体有很大差异，因此它非常引人入胜。

ʻ奥陌陌也与我们的预期略有不同，但我们只能在几周内看到它，之后它就变得太暗了。

那是因为当我们发现‘奥陌陌’时，它已经在远离太阳了。

3I阿特拉斯彗星在进入我们的太阳系时就被发现了，那时它还未到达离太阳最近的位置，因此我们有很长的预警时间。

我们能够整理好观测资料，并利用我们所能使用的最强大的望远镜进行观测，以弄清楚它是由什么构成的。

一张星际小行星奥陌陌的深度图像。背景恒星呈现为条纹状，因为相机使用长曝光捕捉到奥陌陌划过天空的画面。图片来源：欧洲南方天文台凯伦米希等。

这些星际访客是否正在飞速穿越我们的太阳系，以至于我们只有一次机会观测到它们呢？

没错，确实如此。如果你运气不好，就只有一次机会。如果它只在短时间内可见，或者你望远镜所在的地方有云，那就不太走运了

在2I鲍里索夫彗星的案例中，该天体在我们的观测窗口期结束时解体了。

在新冠疫情刚开始的时候，有一小块部件从它上面脱落了，当时我们不得不关闭大部分天文台，这非常不幸。

对于这些星际物体，这算是一个一次性的机会，我们真的需要好好利用它。

甚大望远镜所观测到的2I鲍里索夫彗星。图片来源：欧洲南方天文台奥海诺特

作为一名天文学家，得知其他恒星系统也有彗星存在，会感到满足吗？

是的，这真的很令人兴奋。其他恒星系统可能存在彗星的观点早在很久以前就有人提出了，所以我们一直认为情况会是这样。

我们认为，在太阳系形成初期，围绕年轻太阳最先形成的天体是较小的原始星体，我们称之为星子。

随后较大的行星形成，随着这些行星的迁移，它们将那些小天体——即星子——抛射出去。

一些留在了我们自己的太阳系，变成了我们如今看到的彗星或小行星。一些则被逐出了我们的太阳系。

如果这就是围绕我们自己的恒星所发生的情况，那么没有理由认为在其他恒星周围不会发生同样的情况。

像彗星C2025R3（泛星计划）这样的太阳系彗星是太阳系形成时遗留下来的残骸。图片来源：佩佩钱博

我们此前一直未能证实这一点，但我们确实看到了其他行星系统周围存在彗星的迹象。

例如，在绘架座β星周围，我们认为可以看到所谓的系外彗星从恒星前方经过。

但能有来自另一个行星系统的一小部分物质朝我们飞来，这太不可思议了。

我们已经证实了数千颗系外行星——围绕太阳系以外恒星运转的行星——现在我们也开始发现系外彗星的迹象，但它们都非常遥远，即使使用最先进的望远镜也很难研究。

仅仅一颗来自星际的彗星短暂造访地球就已极为珍贵，因为我们可以比研究遥远星系中的彗星更详细地对其进行观测和分析。

智利欧洲南方天文台3.6米望远镜拍摄的绘架座β星周围尘埃盘的图像。天文学家认为该恒星系统中有彗星围绕它运行。图片来源：欧洲南方天文台

你自己对3I阿特拉斯彗星的研究有哪些发现？

我很幸运能够用一系列望远镜观测到3I阿特拉斯彗星。

我们提前做好了准备，也就是说，我们已经准备好了所谓的机会目标观测方案，随时可以执行。

这意味着我们已全面完成准备工作，可随时观测任何突发或意外的天文现象。

我们在发现第三个星际天体3IATLAS后约48小时内，便利用位于智利的甚大望远镜对其开展了观测。

我们使用了该望远镜的多单元光谱探测器（MUSE）仪器，它不仅为我们提供了该天体的图像，还给出了其光谱。

这意味着它分散了彗星发出的光，让我们能够同时研究它的组成成分，这真的非常酷。

合成图展示了由欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜捕捉到的3I阿特拉斯彗星在天空中的移动轨迹。这些图像是在其被发现仅数天后，于某晚时长13分钟的观测过程中拍摄的。图片来源：欧洲南方天文台O.海诺

起初，我们获得了非常不错的观测结果，但彗星并不是很显眼。

我们可以看到，这是一颗被尘埃大气层环绕的彗星，但一开始我们检测不到任何气体。

我们用甚大望远镜上的不同仪器持续进行观测，同时我也与使用詹姆斯韦布空间望远镜从太空对3I阿特拉斯彗星进行观测的合作人员有协作。

就在那时，大约在2025年7月下旬和8月，我们开始有了最初的意外发现，当时我们能看到那种气体了。

韦布告诉我们，它富含二氧化碳，比我们在大多数太阳系彗星中看到的含量还要高。

不同化学特征的检测，由詹姆斯韦布空间望远镜的NIRSpec仪器于2025年12月完成。版权：NASA、ESA、CSA、STScI、M.Cordiner（天主教大学、GSFC）

通过甚大望远镜的观测，我们可以看到彗星气体大气层中存在金属的迹象。

我记得当时我正在肯尼亚教书，我正在获取前一晚的数据。

我原本期望在离太阳那个距离的位置看到我们通常在大多数彗星中见到的分子。

其中一种是氰（CN），它的亮度很高，所以很容易检测到。但我看到的并非大量的氰，而是一条镍谱线。

那很奇怪。那看起来和我预期看到的不一样。我们确实在太阳系彗星中发现过镍和铁，但3ATLAS中的含量更多，这就是我们能这么早发现它的原因。

那是第一个有趣的惊喜。

我们从观测开始一直持续到观测结束，时间跨度很长，期间因该天体运行至太阳附近、受太阳强光影响而短暂无法观测。

甚大望远镜拍摄的彗星3IATLAS光谱的一部分，展示了该彗星的化学特征。 图片来源：O.Hainaut

那次接近太阳的过程是否使3I阿特拉斯彗星变得更加活跃？

没错，彗星往往会那样。

当它们接近太阳时，彗核（彗星的固态部分）中所含的所有冰都会开始升华。

离太阳越近，它升华得越多，活动也越剧烈。通常这个时候它最明亮，也最容易被观测研究。

但不幸的是，他们不让我们把望远镜指向太靠近太阳的方向至少有些望远镜是这样。

有像阿塔卡马大型毫米波亚毫米波阵列（ALMA）天文台这样的望远镜，我们可以在白天进行观测，这让观测工作变得稍微容易了一些。

2026年1月18日，欧洲南方天文台甚大望远镜上的FORS2仪器拍摄到星际彗星3I阿特拉斯（3IATLAS）。背景恒星呈现为条纹状，因为望远镜当时正聚焦于追踪彗星在天空中的移动。版权：欧洲南方天文台奥费利海诺（O.Hainaut）

但我们当时无法在彗星真正最活跃的时候进行观测，所以我们不得不等到它在夜间再次可见，然后继续在光学波段（即我们用肉眼看到的光）对其进行观测。

然后我们不得不应对智利的天气，因为当时风很大。

有好几个晚上，我们都不被允许用望远镜对准那颗彗星。

我们知道，随着时间的推移，3I阿特拉斯彗星（3IATLAS）变得越来越暗，因此获得最佳观测效果、收集该天体最多光线的机会也在逐渐减少。

我们仍希望测量彗星中的同位素比值，这些比值是揭示其形成环境的重要指标。

我们真的在努力与时间和天气赛跑，以完成这些观测。所以那是一个非常有趣的节日季

2026年2月18日，欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）上的FORS2仪器拍摄到了星际彗星3IATLAS的图像。版权：欧洲南方天文台奥海诺特

使用地面望远镜进行天文观测时，有时会觉得困在一个有天气变化和大气层的星球上真是可惜，不是吗？

是的幸运的是，有很多航天器能够对其进行观测。

Juice空间任务例如，能够从太空中对其进行观测，而在那时我们无法从地球上真正进行观测。

那还挺有意思的。

欧洲航天局的朱诺（Juice）号航天器所观测到的3I阿特拉斯（ATLAS）彗星。图片来源：欧洲航天局（ESA）

关于3I阿特拉斯彗星（3IATLAS）的所有观测结果告诉了我们什么？

我们非常幸运，因为我们的观测为我们提供了大量关于其形成的信息，尤其是在观察同位素比值时。

可以把这些看作是同一分子的不同变体。有些稍重一些，有些稍轻一点。

这些同位素比率对彗星的形成位置非常敏感。

我们能够使用三种不同的仪器来进行这项测量：詹姆斯韦伯太空望远镜、阿塔卡马大型毫米亚毫米波阵列（ALMA）以及位于智利的甚大望远镜。

2025年8月6日，詹姆斯韦布空间望远镜利用其近红外光谱仪对星际彗星3I阿特拉斯进行了观测。图片来源：美国国家航空航天局詹姆斯韦布空间望远镜

我们测量的项目之一是碳的同位素比值，即我们在彗星周围所能观测到的分子中碳原子的两种不同类型的比例。

我们发现它比我们在太阳系彗星中所观测到的要高得多。

有一段时间，我们一直在苦苦思索那句话的含义，因为我们并未在太阳系彗星中观察到该比值的许多变化。

3IATLAS形成aroundanoldstar,whichwecallalowmetalicitystar.

系统繁忙，请稍后再试

欧洲航天局朱诺号（Juice）航天器的JANUS科学相机于2025年11月6日拍摄的3I阿特拉斯（ATLAS）彗星图像。经过处理以展现彗星彗发的结构。图片来源：欧洲航天局朱诺号（Juice）JANUS

我们知道，因为碳原子的一种类型是在恒星中产生的。

如果它的含量非常少，这就表明该天体来自一个在恒星大量制造它之前就已形成的系统，即来自很久以前形成的系统。

有不同的证据线索指向这一点。不仅仅是同位素比率，还有对彗星轨迹的观测。

我们实际上无法确切知晓它是在银河系中的哪颗恒星周围形成的，但我们能看出它来自银河系的哪个区域，这确实表明它来自年老恒星所在的区域。

所以，该物体的轨迹及其组成似乎都表明它是在一颗古老恒星周围形成的。

这非常有趣，因为一直存在一个问题，即金属丰度较低的年老恒星是否能够形成行星系统和行星。

而这证明了它们至少能够构成行星系统的一些组成部分。

展示彗星3IATLAS轨迹的示意图。来源：NASAJPLCaltech

这些就像信使，告诉我们银河系遥远区域正在发生什么。

是啊，这真的很有趣，我迫不及待地想看看下一个星际物体能让我们了解到什么。

有这么多信息。我们还能通过同样的同位素比率推断出，它可能是在非常寒冷的环境中形成的。

所以我们真的开始拼凑起有关银河系中那些恒星很久以前的情况的信息了。

这对我来说是一个新发现，因为我一直习惯于从天文学的局部尺度来思考我们的太阳系。

然后突然之间，我们迎来了一位来自银河系遥远角落的访客，他向我们讲述了银河系中正在发生的事情，还有很久以前发生的事情。

美国国家航空航天局（NASA）的SPHEREx任务在2025年12月对彗星3I阿特拉斯（3IATLAS）的观测显示，其彗发中存在尘埃、水、有机分子和二氧化碳。图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院

在3IATLAS经过期间，我们是否已经获取了所有能获取到的关于它的信息？

我认为就远程观测而言，对于那种亮度的天体，我们已经获取了所能获取的几乎所有信息。

如果当时更亮一些，我们或许能进行更多的观测。

不过考虑到当时光线有多亮，我认为至少就远程观测而言，我们已经尽可能地获取了所有信息。

要是能让一艘航天器飞掠它并分析它的彗发，那可就太棒了。

欧洲航天局已经选择了一项名为彗星拦截器的任务。

该任务的整体理念是让一艘航天器在太空中待命，直到我们找到适合它前往的目标。

它主要关注的是太阳系彗星，但如果发现合适的具有合适轨道的星际天体，这种任务很有可能用于对其进行飞越探测。

一个艺术家描绘的原始彗星进入太阳系，彗星拦截器在地球轨道上待命以启动接触的画面。版权：欧洲航天局

这会让你想起罗塞塔号任务以及我们从中获得的图像和科学成果。

像前往星际彗星执行那样的任务会非常了不起，但在技术上极其困难。我哪怕只进行一次飞掠，快速访问并拍摄几张照片就心满意足了

有一种非常非常小的可能性，即如果发现某个星际天体的轨道合适，彗星拦截器号探测器有可能会朝着它飞去。

星际物体在合适的时间以合适的轨迹被发现的可能性极小，所以很可能只能看到太阳系彗星。

但如果我们想发射一个太空探测器去探测星际物体，那种任务将是理想的方案。

罗塞塔任务拍摄到了从67P丘留莫夫格拉西缅科彗星表面喷发的尘埃和气体羽流。图片来源：欧洲航天局

未来我们会发现更多的星际天体吗？

一想到还能发现更多，我就无比兴奋。同时也有点害怕

我认为我们仍需要时间从3IATLAS中恢复，并完成对所有数据的分析。

不过，维拉鲁宾天文台开展的新巡天项目——时空遗产巡天已正式启动，据预测，该项目每年可能会发现约一个星际天体。

这非常不确定，但这差不多是我们可以预期的数量级。

维拉C鲁宾天文台有望帮助天文学家发现更多星际天体。

这将非常有益，因为它能让我们从一次研究一个天体转变为将其作为整体群体进行研究。

我们可能会发现一些与太阳系彗星外观截然不同的天体，或者也许它们中的大多数会像鲍里索夫彗星一样，与我们太阳系的彗星大致相似。

只有在我们有更多的样本可供研究时，我们才能确定。

到目前为止，我们看到的三个物体彼此之间差异很大。现在我们想了解星际物体作为一个整体种群是什么样子的。

为此，我们只需等待天文台不断发现新的天体供我们研究。

相关知识（天文术语）

3IATLAS是一颗星际彗星。2023年被发现，它从太阳系外闯入。其轨道特征显示来自太阳系外遥远区域。研究这颗彗星能为了解系外天体物质组成、演化等提供线索，帮助人类进一步认识宇宙中不同天体系统的形成与发展。

BY: Iain Todd

FY: AI

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选文：天文志愿文章组-

翻译：AI

审核：天文志愿文章组-

终审：天文志愿文章组-零度星系

排版：天文志愿文章组-零度星系

美观：天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/news/3i-atlas-interview-astronomer-cyrielle-opitom

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全文排版：天文在线（零度星系）

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