作者|王思亮

審核|鄭成卓

編輯|趙經(jīng)遠(yuǎn)

3I/ATLAS的發(fā)現(xiàn)圖像。圖像來源：University of Hawai’i.

2025年7月1日，小行星撞地預(yù)警系統(tǒng)（ATLAS）在南半球的夜空中發(fā)現(xiàn)了一位不速之客。起初，它被賦予內(nèi)部編號A11pl3Z，上報至國際小行星中心。在經(jīng)過多個天文臺的后隨觀測與軌道計算后，天文學(xué)家們很快意識到，這個天體的來歷非同尋常——它來自于太陽系之外。7月3日早，它獲得了最終的編號并被命名為3I/ATLAS = C/2025 N1（ATLAS），成為繼2017年發(fā)現(xiàn)的1I/’Oumuamua與2019年發(fā)現(xiàn)的2I/Borisov之后，人類所發(fā)現(xiàn)的第三顆星際天體。

3I/ATLAS（箭頭所指）。圖像來源：趙經(jīng)遠(yuǎn)/Alnitak Remote Observatories

所謂“星際天體”，是指那些來自于太陽系外的天體，其運行軌道呈開放型雙曲線，即軌道偏心率大于1，但判斷一個天體是否是星際天體，軌道偏心率僅是一個參考，更重要的判斷依據(jù)是它在無窮遠(yuǎn)處的速度是否顯著大于0。與絕大多數(shù)太陽系小天體（如彗星、小行星）不同，星際天體不是圍繞太陽運動的，而是短暫掠過太陽系后繼續(xù)飛入浩瀚的星際空間，猶如太陽系的過客。3I/ATLAS 的雙曲線軌道特征顯著，其軌道偏心率約為6.15，遠(yuǎn)大于雙曲線軌道的下限1，同時它在無窮遠(yuǎn)處的速度高達(dá)60km/s，這無可辯駁地證明了它的星際起源。

v∞是無窮遠(yuǎn)處的速度；r是與太陽的距離（通常取近日點處的距離）；v是天體在r位置時的速度；μ是日心引力常數(shù)，即萬有引力常數(shù)與太陽質(zhì)量的乘積，約為1.327×10^11km^3/s^2

3I/ATLAS 在發(fā)現(xiàn)時距離太陽約4.5天文單位（約6.7億公里），其速度和軌跡不符合太陽系任何既有天體的引力捕獲模式。它將在2025年10月29日左右通過近日點，距離太陽1.35天文單位（約2億公里，位于火星軌道與地球軌道之間），屆時它的速度會達(dá)到約68公里/秒。可觀測時間約為1年，世界各地的觀星者都已投入了對它的觀測。

3I/ATLAS的軌道示意圖。圖像來源：參考資料3

與1I/’Oumuamua不同的是，3I/ATLAS 顯示出明顯的彗星特征。觀測中已檢測到模糊的彗發(fā)及長約3角秒的彗尾，表明其表面物質(zhì)在受到太陽輻射加熱后產(chǎn)生了揮發(fā)。這種物質(zhì)活動符合“彗星”的定義，即含有冰與塵的松散天體，在接近太陽時釋放出氣體和塵埃，形成彗發(fā)與彗尾。這也使得3I/ATLAS 更接近于 2I/Borisov 的類型，而非1I/’Oumuamua 那種沒有明顯活動的“類小行星”。

已知首個訪問太陽系的星際天體1I/’Oumuamua的藝術(shù)想象圖。圖像來源：NASA Science

天文學(xué)家對3I/ATLAS核心大小的估計仍有一定的不確定性，這主要是由于其表面反射率、塵氣活動與距離變化等復(fù)雜因素導(dǎo)致的。根據(jù)目前的數(shù)據(jù)推算，3I/ATLAS 的核心直徑可能在0.8公里至24公里之間，若以典型彗星反射率與活躍度計算，較合理的估值可能在4到5公里左右。這一尺寸在彗星中屬于中等偏大，足以支持較長時間的彗星活動。

從亮度變化來看，3I/ATLAS 在發(fā)現(xiàn)時的亮度約為18.8星等，隨著它逐漸接近太陽并活躍起來，其亮度也將越來越亮。在近日點附近，它將會達(dá)到最大亮度，可能接近11等，這意味著它不太可能達(dá)到肉眼可見的程度。

3I/ATLAS 將在2025年12月到達(dá)近地點，與地球的最近距離約為1.8天文單位（約2.7億公里），這是一個非常安全的距離，不會對地球構(gòu)成威脅。而在更早的10月下旬，它將來到與火星的最近距離，屆時火星探測器如“火星勘測軌道器”可能有機(jī)會對其進(jìn)行近距離觀測。此外，在近日點之后它將快速遠(yuǎn)離太陽系，但地基望遠(yuǎn)鏡仍可在2026年末之前繼續(xù)追蹤它。

3I/ATLAS的光變曲線。圖像來源：aerith.net

3I/ATLAS 的運行方向與銀河系盤面基本一致，表明它可能來自于銀河系盤面中另一恒星系的行星形成殘余物質(zhì)帶，而非來自銀暈或星際云團(tuán)。這一點與2I/Borisov類似，但仍需精確測軌與光譜數(shù)據(jù)的支持。通過對其揮發(fā)物的光譜分析，科學(xué)家將有機(jī)會比較不同恒星系統(tǒng)中冰質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)組成，為行星系統(tǒng)形成理論提供重要數(shù)據(jù)。

當(dāng)前，多個地面與空間望遠(yuǎn)鏡已將3I/ATLAS 納入重點追蹤目標(biāo)。隨著它接近近日點，我們有望獲取其成分、密度、旋轉(zhuǎn)周期、活動變化等更多細(xì)節(jié)。一些科研團(tuán)隊也計劃嘗試?yán)蒙潆娞煳呐c偏振觀測手段，更深入地探測其塵埃與氣體釋放機(jī)制。

隨著自動化巡天系統(tǒng)如墨子巡天望遠(yuǎn)鏡（WFST）、薇拉·魯賓天文臺、小行星撞地預(yù)警系統(tǒng)（ATLAS）、泛星巡天計劃（Pan-STARRS）、茨威基暫現(xiàn)源設(shè)施（ZTF）等不斷升級，未來我們或?qū)⒚繋啄瓯隳馨l(fā)現(xiàn)一顆新的星際來客。每一位來客都可能攜帶不同的物理特征、化學(xué)痕跡與軌道歷史，成為我們研究太陽系外天體演化的“快照樣本”。雖然3I/ATLAS只會在太陽周圍短暫停留，便將永遠(yuǎn)離去，但在這段時間內(nèi)，它將成為全球天文界的研究焦點，也將喚起公眾對宇宙邊界之外世界的好奇與敬畏。

參考資料

1、Astronomers Track Interstellar Comet 3I/ATLAS，Sci News，https://www.sci.news/astronomy/interstellar-comet-3i-atlas-14045.html

2、Kelly Kizer Whitt，It’s official! An interstellar object is visiting our solar system，EarthSky，https://earthsky.org/space/new-interstellar-object-candidate-heading-toward-the-sun-a11pl3z/

3、Marcin Fr?ckiewicz，3I/ATLAS: Ο Ταχ?τερο? Διαστρικ?? Κομ?τη? Που ?χει Καταγραφε?—Δε?τε Τι Λ?νε Οι Επιστ?μονε?，https://ts2.tech/zh/3i-atlas

4、3I/ATLAS，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/3I/ATLAS

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來源: 星明天文臺