彗星3I/ATLAS持續帶給天文學家驚喜。美國國家科學基金會國家射電天文台(NSF NRAO)的合作夥伴單位——阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)的最新觀測顯示,這顆星際訪客含有異常大量的甲醇。事實上,其甲醇豐度超過了我們太陽系中幾乎所有已知彗星的含量。

「觀測3I/ATLAS就像是取得另一個太陽系的指紋,」本研究的首席作者、美國大學教授Nathan Roth分享道,「細節揭示了它的組成,它富含甲醇的方式,是我們在太陽系內彗星上通常看不到的。」

A Chemical Fingerprint From Another Solar System

研究團隊於2025年底在彗星接近太陽時,利用位於智利的ALMA阿塔卡馬緊湊陣列進行了多次觀測。隨著陽光加熱彗星的冰冷表面,氣體和塵埃逸出,在其核心周圍形成明亮的雲團(或稱為彗髮)。

透過研究彗髮中的分子,天文學家得以識別彗星攜帶物質的化學組成。由於3I/ATLAS起源於太陽系之外,這些測量提供了一個難得的機會,可以在不離開我們太陽系的情況下,研究另一個行星系統中小型冰冷天體可能如何形成。

科學家們專注於兩種分子的微弱亞毫米信號:甲醇(CH₃OH),一種酒精;以及氰化氫(HCN),一種常見於彗星的含氮有機分子。

ALMA顯示,相較於氰化氫,3I/ATLAS含有異常高量的甲醇。在兩次觀測日期,研究人員測量到的甲醇與氰化氫的比例約為70和120。這些數值將3I/ATLAS列為有史以來研究過的、甲醇最豐富的太陽系彗星之一。

Unusual Chemistry Points to Different Origins

這些測量結果表明,3I/ATLAS內部的冰形成於,或後來暴露於,與我們太陽系大多數彗星所經歷的條件非常不同的環境。

先前使用詹姆斯韋伯太空望遠鏡的觀測發現,當3I/ATLAS仍遠離太陽時,其彗髮主要由二氧化碳主導。現在,新的ALMA測量結果將豐富的甲醇添加到該彗星化學組成中不斷增長的異常特徵列表中。

ALMA的高解析度成像也讓天文學家能夠追蹤不同分子如何從彗星釋放並向外傳播。觀測揭示了甲醇與氰化氫之間顯著的對比。

氰化氫似乎主要來自彗星的中心體,即彗核。這種行為在太陽系彗星中很常見。然而,甲醇似乎同時來自彗核以及彗髮內漂浮的冰粒。

Tiny Ice Grains Act Like Mini-Comets

這些微小的冰粒實際上就像微型彗星一樣運作。隨著3I/ATLAS接近太陽且溫度升高,冰粒內的冰轉化為氣體,並將額外的甲醇釋放到周圍的彗髮中。

天文學家在我們太陽系的一些彗星中也觀察到類似的行為。然而,這是研究人員首次在起源於星際空間的天體中,詳細追蹤到此類釋氣過程的物理機制。

彗星3I/ATLAS是繼1I/'Oumuamua和2I/Borisov之後,第三個被確認從星際空間進入我們太陽系的物體。對這些早期訪客的研究也揭示了它們不尋常的特徵。

隨著天文學家發現並檢視更多星際物體,每一個都提供了另一個比較我們太陽系與銀河系其他地方行星系統的機會。3I/ATLAS的異常化學性質,為遙遠恆星周圍行星、彗星和其他小型天體如何形成這一更廣泛的圖景增添了另一塊引人入勝的拼圖。