宇宙从另一个世界给了我们一个信使,我们差点错过了
哈勃7月下旬拍摄的3I/ATLAS图像。来源:uux.cn美国国家航空航天局/欧洲航天局
(神秘的地球uux.cn)据今日科学新闻:在浩瀚的宇宙中,非凡的发现有时隐藏在普通的数据中。我们最新的星际访客3I/ATLAS就是这种情况。该天体于2025年7月被正式发现,几个月前就已经在望远镜档案中留下了微弱的痕迹,只是在等待有人注意到。得益于全球天空测量仪器网络,天文学家现在能够追溯其路径,揭示其奇怪行为和组成的细节,这些细节挑战了我们对太阳系以外彗星形成方式的理解。
3I/ATLAS的故事不仅仅是关于另一个类似彗星的天体进入我们的天体附近。这是关于科学如何在好奇心、毅力和巧妙使用为完全不同目的设计的工具的基础上蓬勃发展。
TESS:具有惊人作用的望远镜
凌日系外行星勘测卫星(TESS)的建造不是为了研究流浪的星际物体。它的任务是通过记录行星穿过其恒星前方时发生的微妙变暗来寻找围绕遥远恒星运行的行星。但当研究人员决定检查TESS的档案时,他们发现早在2025年5月7日,也就是该物体被正式识别的两个月前,它就一直在默默地捕捉3I/ATLAS的快照。
这一惊人的发现来自Adina Feinstein、Darryl Seligman和John Noonan的工作,他们采用了一种称为“偏移叠加”的技术。由于3I/ATLAS与背景恒星相比在天空中快速移动,因此一张TESS图像并没有揭示太多。通过预测物体在每一帧中的位置,移动图像,使3I/ATLAS在每次拍摄中对齐,并将它们堆叠在一起,研究人员揭示了暴露其存在的微弱光线。孤立中看不见的东西通过积累变得清晰起来——这是科学本身如何运作的一个美丽比喻。
来自另一颗星的陌生人
3I/ATLAS是继2017年神秘的“Oumuamua”和2019年鲍里索夫彗星之后,有史以来探测到的第三个穿过我们太阳系的星际物体(ISO)。与我们太阳系固有的无数彗星和小行星不同,这些天体是宇宙难民,被从它们的恒星中弹出,漂流了数百万年,甚至数十亿年,然后与我们相遇。每一个都携带着另一个行星系统的秘密,让我们得以一窥我们以外世界的多样性。
在TESS的观测过程中,3I/ATLAS从距离太阳约6.35天文单位(AU)移动到5.47天文单位——仍然比木星的轨道更远,但足够近,可以开始感受到太阳的温暖。接下来发生的事情让天文学家大吃一惊。
黑暗中突然亮了起来
在短短几周内,3I/ATLAS的亮度增加了五倍,远远超过了其逐渐接近太阳的预期。这种光线的激增暗示着物体表面正在发生一些活动。
最简单的解释是脱气,这是彗星常见的一个过程,在这个过程中,阳光会加热冷冻物质,将其直接转化为气体,并将尘埃释放到太空中。但这里的转折点是,3I/ATLAS距离彗星活动的通常驱动因素水冰仍然太远,无法显著升华。相反,天文学家得出结论,星际旅行者正在释放一氧化碳和二氧化碳等“高挥发性”物质——这些化学物质在比水冰低得多的温度下蒸发。
这一发现表明,3I/ATLAS与我们太阳系中的大多数彗星不同,尽管它的旅程很长,但它保留了这些脆弱的物质。这就好像该物体携带了其家园系统的化学物质清单的原始样本,为科学家们提供了一个难得的机会来研究整个星系中行星构建块的多样性。
寻找旋转
研究人员希望回答的一个问题是3I/ATLAS的核心——物体的实心心脏——是否在旋转。原则上,TESS数据可以揭示原子核旋转时亮度的细微变化。然而,没有出现明确的信号。最有可能的是,该物体的昏迷——周围一团朦胧的气体和尘埃——太厚了,掩盖了任何旋转特征。虽然令人失望,但这一发现突显了3I/ATLAS在距离太阳如此之远的地方已经变得多么动态和活跃。
星际漫游者的教训
每一位星际访客都是珍贵的,因为他们非常罕见。“Oumuamua以其雪茄般的形状和不同寻常的轨迹引发了争议,导致一些人在自然解释盛行之前就对外星技术进行了推测。鲍里索夫的行为更像是一颗典型的彗星,这强化了彗星形成是行星系统中常见过程的观点。
现在,3I/ATLAS为这一不断增长的叙事增添了另一层。它对高挥发性化合物的强烈放气表明,并非所有行星系统都以与我们相同的方式处理彗星。有些可能会保留我们自己的太阳早已烧掉的奇特冰。我们研究的每一个ISO都拓展了我们宇宙想象的边界,提醒我们行星和彗星的化学性质不是普遍的,而是由每个恒星系统的独特历史塑造的。
旧数据,新发现
这一发现最引人注目的方面之一是它是如何从重新审视现有档案中产生的。TESS从未打算寻找ISO,但它的数据对于这一目的来说已经变得非常宝贵。“挖掘档案”的做法突显了天文学最大的优势之一:没有什么是浪费的。即使望远镜在一次任务中瞄准恒星,它的数据也可以在以后揭示意想不到的宝藏——小行星、彗星,甚至星际访客等罕见事件。
这一策略确保了随着技术的进步,旧的观测值会获得新的价值。存储在数字保险库中的每一张图像都可能包含等待正确问题的谜团。就3I/ATLAS而言,答案是在首次拍摄图像几个月后得出的,这表明发现往往与视角和时机有关。
展望未来
3I/ATLAS刚刚开始穿越我们的太阳系,天文学家将继续使用所有可用的仪器对其进行跟踪。每一次新的观察都将深化我们对其化学、活动和轨迹的理解。随着越来越多的星际物体被发现,科学家们将建立一个比较目录,使我们能够看到这些银河信使的模式。
希望随着时间的推移,我们甚至可以通过专门的任务拦截其中一个物体,捕获样本直接进行研究。在那之前,望远镜和创造力仍然是我们唯一的工具,像3I/ATLAS这样的故事提醒我们,两者都可以取得多大的成就。
通向未知的窗口
3I/ATLAS之所以如此迷人,不仅是因为它是一个星际访客,还因为它体现了科学本身的本质:在平凡中发现非凡的能力。这颗流浪彗星隐藏在为另一项任务设计的卫星的安静记录中,在人们认出它之前的几个月,它就悄悄地告诉了人们它的存在。通过耐心、创造力和仔细的分析,天文学家将其公之于众。
我们遇到的每一个星际物体都是来自银河系另一个角落的信使,承载着它起源的秘密。虽然他们学得很快,但他们的教训却挥之不去。3I/ATLAS再次提醒我们,宇宙中充满了故事,只要有合适的工具和持续的好奇心,我们就能听到它们。












