比太陽還古老!人類首度解碼星際彗星 3I/ATLAS 化學指紋,揭開遠古宇宙身世

作者 | 發布日期 2026 年 07 月 13 日 22:34 | 分類 天文 , 自然科學 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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比太陽還古老!人類首度解碼星際彗星 3I/ATLAS 化學指紋,揭開遠古宇宙身世

天文學家利用位於智利的歐洲南方天文台(ESO)甚大望遠鏡(Very Large Telescope),詳細研究了星際彗星 3I/ATLAS 的組成。透過測量特定的化學「指紋」,這也是首次對一顆形成於太陽系外的彗星進行此類觀測。研究團隊發現,3I/ATLAS 很可能起源於一個古老恆星系統的外圍區域。這項成果為這顆彗星的形成歷史提供了新的線索,也顯示它的年齡可能比太陽還要古老,甚至可能超過太陽年齡的兩倍。

▲ 歐洲南方天文臺甚大望遠鏡於 2026 年 1 月 18 日拍攝的星際彗星 3I/ATLAS 影像。此圖由 14 分鐘內拍攝的多張影像疊合而成,由於彗星在天空中持續移動,因此背景恆星呈現拖曳的軌跡。(Source:ESO

星際彗星是形成於太陽以外其他恆星周圍的冰凍天體,偶爾會闖入太陽系。它們就像是遙遠行星系統形成時留下的「化石」,保存了誕生環境的重要資訊,因此讓天文學家有機會在相對近距離研究其他恆星系統的形成歷史。

3I/ATLAS 是人類發現的第三個星際天體,前兩個分別為 1I/ʻOumuamua 與 2I/Borisov。前兩個星際天體的成分都難以測量:第一個沒有偵測到氣體,第二個則因太過昏暗而難以分析;相較之下,3I/ATLAS 的亮度極高,使研究團隊首次得以測量其同位素比例,也就是同一元素不同同位素之間的相對含量。

研究團隊分析紫外與可見光高解析光譜,測量了彗星周圍氣體中氰化物分子的碳與氮同位素比例。由於這些比例對天體形成時的物理環境相當敏感,而且在漫長的星際旅行過程中幾乎不會改變,因此可視為追溯彗星身世的重要「化學指紋」。研究發現,3I/ATLAS 的碳與氮同位素比例明顯高於太陽系彗星;此外,另一項研究也測得它含有較高比例的氘(deuterium,又稱重氫),兩項研究結果彼此呼應。

綜合各項證據,研究團隊推測,3I/ATLAS 很可能形成於一顆古老、低金屬量恆星周圍的外圍區域。所謂低金屬量恆星,是指除了氦之外,較重元素含量較少的恆星,代表它形成於宇宙仍相當年輕、化學元素尚未像今日這般豐富的時代,因此其母恆星的年齡也遠早於太陽。隨著 3I/ATLAS 逐漸遠離太陽、亮度持續減弱,這次觀測也即將告一段落。

然而,星際天體仍是相當新興的研究領域,每發現一個新的星際訪客,都可能為我們揭開另一個遙遠行星系統的形成歷史,帶來更多意想不到的新發現。研究成果發表於《Nature Astronomy》(Opitom et al. 2026)。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA

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