3I/ATLAS的彗发证明了另一种彗星形成理论
3I/ATLAS的彗发证明了另一种彗星形成理论。来源：uux.cn/NOIRLab/AURA/Gemini North/夏威夷大学IfA
（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（安迪·托马斯维克）：星际访客3I/ATLAS在穿越我们的太阳系时一直在不断变化。这是意料之中的，因为这是数十亿年来第一次接近恒星发出的能量。
科学家们一直在密切关注这些变化，既要确保我们目前的理解没有什么无法解释的，又要将3I/ATLAS与之前的星际访客以及我们太阳系中的彗星进行比较。
欧洲研究人员最近在arXiv预印本服务器上发表的一篇论文描述了3I/ATLAS彗发中特定物质比率的变化如何与我们目前对彗星地质学的理解相吻合。
该比值即为镍与铁（Ni/Fe）的丰度比。它已经被测量了二十年，包括20颗系统内彗星以及2I/Borisov，我们太阳系最后一位已知的星际访客。然而，这两种材料中的任何一种甚至在彗发中都存在的事实让科学家们感到困惑，因为它们表面的温度通常不足以使硅酸盐或硫化物升华，而硅酸盐或硫化物被认为将这些金属固定在彗星表面上。
研究2I/Borisov的Ni/Fe比值与系统内彗星的比值相似。但这个比值也比太阳本身的镍/铁高出约10倍。因此，我们的一位星际访客和我们的系统内彗星具有相同的高比率，这一事实表明彗星形成过程中存在一些共同的过程，而这些过程与它周围形成的恒星中可用的物质无关。
然而，3I/ATRAS在许多方面与系统内彗星和2I/Borisov都不同。研究人员使用欧洲南方天文台（ESO）在智利的甚大望远镜（VLT）在8月至9月期间观察了这颗彗星，当时它从3.14 AU移动到2.14 AU，并开始被太阳越来越温暖。
他们指出，VLT的紫外视觉阶梯光谱仪（UVES）捕获的镍的光谱吸收线始终存在。然而，铁的吸收线只有在3I/ATLAS距离太阳2.64天文单位以内时才会出现。这种差异导致Ni/Fe比值远高于以前彗星中的比值，但随着3I/ATLAS越来越接近太阳，它正在发生剧烈变化。没有其他研究表明这是一个巨大的变化。
这也可能解释为什么彗星彗发中首先有镍和铁。研究人员此前提出了一种理论，即他们看到的金属与羰基结合，形成高挥发性的有机金属化合物。在这种情况下，镍将被捆绑成四羰基镍（Ni（CO）4），铁将被捆绑为五羰基铁（Fe（CO）5）。这两种有机金属材料的升华点都足够低，在远离太阳的情况下也能做到这一点。
对于这个数据集来说，重要的是，四羰基镍的熔点低于五羰基铁，这可以解释为什么在观测期的早期没有铁光谱，但后来彗星靠近太阳时才有铁光谱。这段旅程中的温度梯度一定超过了五羰基铁开始升华的阈值，导致数据中镍/铁比急剧下降。研究人员还发现，彗发中镍的产生量与四羰基镍的理论升华速率非常接近。
研究人员提出了关于3I/ATLAS的另一个重要数据点——它可以被归类为“C2贫化”彗星。这意味着在彗发状态下，双原子碳（C2）与氰自由基（CN）的比例非常小。这种分类指向3I/ATLAS的“原始性”，因为它是在数十亿年前形成的，并暗示它是在其原行星盘的不同部分形成的，而不是其他更常见的彗星。
每天都有更多关于我们第三位已知星际访客的数据公布。这可能包括对其镍/铁比的更多研究，因为它离太阳越来越近，在它消失几个月之前。预计会有更多的望远镜和研究小组发表论文，尽可能多地找到观测时间来观察这位一生只有一次的彗星访客。
