星際天體提供了我們能直接觀測到的、在其他恆星周圍形成的冰質行星胚胎樣本，因此能夠洞察系外行星形成過程中物理和化學條件的多樣性¹⁻³。在此，我們報告了星際彗星 3I/ATLAS 的同位素測量結果，揭示了其元素組成與太陽系內任何天體都不同。3I/ATLAS 中的水富含氘，其 D/H 比率為 (0.98 ± 0.06)%，比已知彗星高出一個數量級以上；同時，其 ¹²C/¹³C 的比率範圍（CO₂ 為 141–191，CO 為 123–172）也超過了太陽系、鄰近星際雲和原行星盤中的典型值。這種極端的同位素特徵表明，它形成於溫度約 30 K 或更低的、相對貧金屬的環境。若結合銀河化學演化模型進行解釋，其碳同位素組成暗示 3I/ATLAS 可能在 120 億年前，經歷了一段早期劇烈的恆星形成時期後形成。因此，3I/ATLAS 代表了一個保存完好的古老行星系統碎片。