自己“找上门来”的“阿特拉斯彗星”: 诞生于宇宙早期,年龄约120亿年去年,人类发现的第三个星际天体“阿特拉斯彗星”身份已经逐渐清晰。所谓星际天体,是指从太阳系之外遥远宇宙飞来的天体。
由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心牵头的国际联合研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜,对星际天体阿特拉斯彗星的化学组成进行了精密分析。结果显示,它很可能形成于120亿年前的宇宙早期。这项成果已发表在国际学术期刊《自然》上。 这是人类首次较为具体地确认来自太阳系外的星际天体的年龄和起源。
阿特拉斯彗星于去年7月首次被发现,是一团直径达2.6公里的巨大冰尘混合体。它在去年10月底最接近太阳,随后于今年3月穿过木星轨道,目前正以每小时22万公里的速度飞离太阳系。它与地球的距离目前约为14亿公里。
阿特拉斯彗星是继2017年发现的“奥陌陌”和2019年发现的“鲍里索夫”之后,人类捕捉到的第三个星际天体。前两个天体体积都不足1公里,且较为昏暗,难以深入分析;而阿特拉斯彗星更大、更亮,因此成为迄今分析最为详细的星际天体。
研究团队在阿特拉斯彗星通过近日点、开始远离太阳后,于2025年12月使用詹姆斯·韦布空间望远镜对其观测了71分钟,并精密分析了彗星冰核受太阳照射后升华形成的气体云团,也就是彗发的红外波长信号。 结果显示,这颗彗星的成分与太阳系中常见彗星明显不同。
关键差异在于碳和氢的同位素比例。同位素是指质子数相同、但中子数不同的元素。首先,与太阳系天体相比,阿特拉斯彗星中轻碳即碳-12相对于重碳即碳-13的比例明显偏低。重碳较少,意味着这颗彗星形成于宇宙较早阶段。此外,这颗彗星中还富含半重水,其含量约为太阳系彗星观测值的30倍。半重水是指构成水的两个氢原子中,有一个是氘,也就是带有1个中子的氢。 因此,半重水含量高,也支持这颗彗星诞生于宇宙早期的判断。
通过詹姆斯·韦布空间望远镜的近红外光谱仪,研究人员还确认了构成阿特拉斯彗星的物质,包括水、二氧化碳和一氧化碳。研究团队据此推测,阿特拉斯彗星可能形成于100亿年至120亿年前。当时恒星形成活动最为活跃,它诞生于温度低、密度高的星云之中。研究人员表示,丰富的氘也表明,这颗彗星在形成最初阶段一直处于冻结状态。
坎特伯雷大学教授米歇尔·班尼斯特说:“此前对这颗彗星年龄的估计介于30亿年至110亿年之间,范围相当模糊。新的证据使它的起源事实上已经得到确认。”她还表示,“这颗彗星是我们迄今观测到的最古老天体。”这项发现意味着,在太阳系形成很久之前,也就是120亿年前,宇宙中可能已经存在能够构成地球这类行星的基本成分。
德国于利希超级计算中心天体物理学家苏珊娜·普法尔茨纳对《科学》表示:“无论望远镜性能多么先进,我们都无法直接观测古老外星恒星系统中的天体。这个自己来到我们面前的星际彗星,是证明古老宇宙的唯一线索。”
研究团队预计,未来借助性能更强的望远镜,人类将能发现更多造访太阳系的星际天体。去年10月开始正式观测的薇拉·鲁宾天文台,预计今后10年内可发现50个以上星际天体。计划于2027年发射的近地天体勘测者也有望帮助发现更多星际天体。
密歇根州立大学行星科学教授达雷尔·塞利格曼对《科学》表示:“测量星际彗星的详细化学组成,是天文学家多年来的梦想。如果未来观测到更多这类天体,我们对恒星和行星形成整体过程的认识将被彻底改写。”
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