韋布望遠鏡拍攝闖入太陽系的外星異物：有“保護殼”，來自極端環境

詹姆斯?韋布太空望遠鏡發現，星際彗星3I/ATLAS彗發的主要成分是二氧化碳。

韋布在紅外波段上拍攝的星際“入侵者”3I/ATLAS。

NASA / JWST

被譽為當下最強的詹姆斯?韋布太空望遠鏡于本月初首次在紅外和近紅外波段上拍攝了闖入太陽系的外星來客3I/ATLAS，并在其身上獲得了出人意料的發現。

3I/ATLAS是繼2017年的1I/'Oumuamua和2019年的2I/Borisov后，人類發現的第三個從星際空間進入太陽系的天體。

韋布的觀測目標集中在測定3I/ATLAS的大小、物理特性和化學成分等方面，且尤以確定化學成分為重要。因其結果有助于人們了解3I/ATLAS誕生在什么樣的環境中，并據此推測其他恒星周邊各種天體誕生之時的原始環境，與太陽系46億年前還在孕育時有何不同。

3I/ATLAS在其逐漸靠近太陽的過程中，由于獲得了來自太陽的越來越多熱量而開始噴出氣體，并由這些氣體構成了一個彗發。韋布動用其紅外和近紅外探測儀，對3I/ATLAS彗發中的氣體進行了研究。

出人意料的是，韋布發現，在3I/ATLAS的彗發中，二氧化碳相對于水的比例最高。這表明3I/ATLAS擁有一個富含二氧化碳的內核。而導致其二氧化碳含量異常偏高的原因，可能是因為其攜帶的冰曾經暴露在強度遠超太陽系的高輻射環境中。

另一種可能是，3I/ATLAS是在其原生恒星周圍原行星盤內“干冰雪線（carbon dioxide ice line）”之外的某處形成的。所謂“干冰雪線”是指原行星盤內，由于和中心恒星距離足夠遠，溫度足夠低，從而導致二氧化碳發生凝華——亦即直接從氣態轉變為固態的一個臨界點。

3I/ATLA彗發中水含量特別低則表明，可能有什么東西在阻止熱量穿透它的外殼進入其水冰核心，導致其水冰的升華率非常低，而干冰和固態一氧化碳的升華率不受影響。

之前有研究顯示，3I/ATLAS是已知最古老的彗星，其形成年代可以追溯到大約70億年前，比太陽系的形成年代還要早大約30億年。之所以有此判斷，是因為3I/ATLAS進入太陽系時的軌道顯得異常“陡峭”，這表明它可能來自銀河系銀盤中的“厚盤（thick disk）”，而厚盤內包含的恒星普遍要比太陽系所在的“薄盤（thin disk）”古老。

3I/ATLAS目前依然在靠近太陽，人類還有不少時間來研究它。可以期待未來會有更多發現。

3I/ATLAS在恒星背景上移動的畫面。由Las Cumbres天文臺地面望遠鏡拍攝。

ESA

參考 JWST detection of a carbon dioxide dominated gas coma surrounding interstellar object 3I/ATLAS https://zenodo.org/records/16941949