詹姆斯?韋布太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，星際彗星3I/ATLAS彗發(fā)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(yù)為當(dāng)下最強(qiáng)的詹姆斯?韋布太空望遠(yuǎn)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(fā)現(xiàn)。

3I/ATLAS是繼2017年的1I/'Oumuamua和2019年的2I/Borisov后，人類發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)從星際空間進(jìn)入太陽系的天體。

韋布的觀測(cè)目標(biāo)集中在測(cè)定3I/ATLAS的大小、物理特性和化學(xué)成分等方面，且尤以確定化學(xué)成分為重要。因其結(jié)果有助于人們了解3I/ATLAS誕生在什么樣的環(huán)境中，并據(jù)此推測(cè)其他恒星周邊各種天體誕生之時(shí)的原始環(huán)境，與太陽系46億年前還在孕育時(shí)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(gòu)成了一個(gè)彗發(fā)。韋布動(dòng)用其紅外和近紅外探測(cè)儀，對(duì)3I/ATLAS彗發(fā)中的氣體進(jìn)行了研究。

出人意料的是，韋布發(fā)現(xiàn)，在3I/ATLAS的彗發(fā)中，二氧化碳相對(duì)于水的比例最高。這表明3I/ATLAS擁有一個(gè)富含二氧化碳的內(nèi)核。而導(dǎo)致其二氧化碳含量異常偏高的原因，可能是因?yàn)槠鋽y帶的冰曾經(jīng)暴露在強(qiáng)度遠(yuǎn)超太陽系的高輻射環(huán)境中。

另一種可能是，3I/ATLAS是在其原生恒星周圍原行星盤內(nèi)“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(nèi)，由于和中心恒星距離足夠遠(yuǎn)，溫度足夠低，從而導(dǎo)致二氧化碳發(fā)生凝華——亦即直接從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的一個(gè)臨界點(diǎn)。

3I/ATLA彗發(fā)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(jìn)入其水冰核心，導(dǎo)致其水冰的升華率非常低，而干冰和固態(tài)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?yàn)?I/ATLAS進(jìn)入太陽系時(shí)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(nèi)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(shí)間來研究它。可以期待未來會(huì)有更多發(fā)現(xiàn)。

3I/ATLAS在恒星背景上移動(dòng)的畫面。由Las Cumbres天文臺(tái)地面望遠(yuǎn)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