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大名鼎鼎的奧陌陌(Oumuamua)是我們已知的第一個星際天體 圖源:NASA
撰文 | 烏其多
審校 | 韓晶晶
是時候聊聊3I/Atlas了!
繼2017年的奧陌陌、2019年的2I/鮑里索夫之后,2025年7月1日發現的彗星3I/Atlas,是人類已知的第三個星際訪客,也是體積最大的一個。根據8月20日的觀測數據顯示,其慧核直徑的上限為5.6公里。
通過模擬其軌跡,研究人員發現3I/Atlas是從人馬座方向逐漸接近我們太陽系的,初步估計它可能有70多億年的歷史,比太陽系誕生還早近三十億年。
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哈勃望遠鏡于7月21日拍攝到這幅星際彗星3I/ATLAS的清晰圖像,當時它距地球4.46億公里
圖源:NASA
預計于明天(10月29日),這顆古老的彗星將抵達距太陽約1.4個天文單位(約合2.1億公里)的近日點,位于火星軌道內。
在太陽引力的加速下,其軌道速度將從剛發現時61.3公里/秒(位于木星軌道內)的攀升至約68公里/秒。
這個速度有多快?想象一下,如果你坐上這顆古老的彗星,僅需18秒左右,就能從北京“嗖!”一下瞬移到上海。
作為一個短暫的過客,經過近日點后,3I/Atlas就會快速離開太陽系,在不到三年時間內到達海王星軌道,然后繼續飛入浩瀚的星際空間。
星際彗星什么樣?
先讓我們來一睹3I/Atlas的芳容。
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3I/Atlas模擬圖 圖源:NASA
看到上圖,你可能會有點奇怪,這“大土豆”或者“臟雪球”的造型好像和奧陌陌相差甚遠——其實這才是彗星最常見的樣子,而奧陌陌那樣像一根光禿禿雪茄的形態,反而屬于不同尋常的特例(奧陌陌到底是彗星還是小行星存在爭議)。
在星際訪客們來臨之前,我們認識的所有彗星都來自太陽系本身。它們是繞太陽運行的一種質量較小的天體。天文學家認為它們起源于太陽系外圍的柯伊伯帶和奧爾特云,特別是后者——此星云是一個巨大的冰庫。
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2019年,NASA的“新視野”號探測器就曾在柯伊伯帶拍攝到了一個可愛的“雪人”小行星
圖源:NASA
彗星的核心是一個由冰、巖石和塵埃混合的固態彗核。在遠離太陽時,它只是一個寂靜的冰封天體。然而,當它逐漸靠近太陽,太陽的熱量會“喚醒”它,使其內部的冰等物質劇烈蒸發。這些噴流將塵埃一同帶離表面,在彗核周圍孕育出一個巨大而稀薄的大氣層,這便是彗發。此時,彗星才展現出我們熟悉的外觀。
緊接著,太陽的力量開始“雕刻”它:太陽輻射壓力將塵埃推成一條彎曲的塵埃尾;而太陽風則與彗發氣體相互作用,吹出一條筆直、狹長的離子尾。這兩條都背離太陽的壯觀彗尾,便是我們在夜空中看到的“長長的尾巴”。
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慧核、慧發和慧尾(白色為塵埃尾、藍色為離子尾) 圖源:astronomy.com
太陽系內的彗星主要分為兩類:短周期彗星與長周期彗星。短周期彗星公轉一周通常不超過200年,其中“冠軍”恩克彗星僅需約3.3年;而長周期彗星的旅程則漫長得多,動輒數千年,甚至可達數百萬年。
這兩者都被太陽的引力所束縛,沿著高度拉長的橢圓軌道運行。這意味著在理論上,它們會一次次地回歸內太陽系,如同周期性的訪客。
哈雷彗星是每76年公轉一周的短周期彗星 圖源:網絡
而星際彗星作為太陽系外的“游牧民族”,當它們偶然途經太陽系附近時,會被太陽的引力所捕獲,畫出一道曲線。
但它們的速度極快,足以掙脫太陽的引力束縛,造訪一次便永不復返。因此,它們的軌跡并非閉合的橢圓,而是一條開放的雙曲線或拋物線——觀測到的軌道形狀,便成了區分太陽系家族成員與星際過客最關鍵的天文學“身份證”。
由于3I/Atlas闖入太陽系時攜帶極高的速度,太陽的引力只是輕微地改變了它的路徑,使其軌道看起來是一個弧度不太大的“雙曲線”:
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3I/Atlas經過太陽系的軌跡 圖源:NASA
來自哈佛的質疑:它其實是外星飛船?
在3I/Atlas被發現的兩周后,2025年7月16日,哈佛大學天文系教授、前天文系主任阿維·勒布(Avi Loeb)及其合作者拋出一個石破天驚的推測:3I/Atlas有一些難以用傳統彗星模型輕易解釋的“異常”特征,所以可能是偽裝成彗星的外星探測器。
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阿維·勒布教授 圖源:timesofindia.indiatimes.com
他認為,光譜分析未偵測到3I/Atlas的典型揮發物,其尾部結構異常,與天然彗星明顯不同。更重要的是高速軌跡呈高偏心雙曲線,路徑極不尋常——也就是說太“筆直”了,疑似人工導航特征。
阿維·勒布還認為非常詭異的一點是:3I/Atlas的軌道與八大行星的公轉繞日軌道平面(即地球的黃道面)是高度重合的。因此在3I/Atlas行進過程中,它能非常靠近金星、火星和木星,具備借助這三個行星釋放探測器的可能。
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3I/Atlas的逆行軌道與太陽系行星公轉平面完美重合,其隨機概率僅為1/500 圖源:theskylive.com
同時,3I/Atlas與地球黃道面的夾角極大,達到175.1度,幾乎是反向重疊,即“逆行”。由于這個原因,當它到達近日點時,從地球上看,它會被太陽遮擋——阿維·勒布認為,這就是外星飛船在有意躲避來自地球的視線。
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不過,與該教授的猜測不同,國際主流科學界,包括NASA等官方機構,堅持認為3I/Atlas就是一顆天然的星際彗星。目前的光譜分析并未檢測到任何異常金屬反射或人工材料的信號,也沒有發現推進系統的跡象。
韋伯空間望遠鏡8月的觀測已確認3I/Atlas存在水冰和二氧化碳。而哈勃空間望遠鏡和國際雙子天文臺公布的圖像顯示,這個外星來客正在背向太陽噴射巨大氣體塵埃流——這完全符合彗星的預期行為。
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3I/Atlas正在背向太陽方向噴射巨大的氣體和塵埃流
圖源:International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientist
至于特殊軌道說,大部分天文學家認為,系外天體可能從任何方向、以任何速度進入太陽系,因此其軌道本身并不具有特殊性,人們不應過度解讀。
再發散一下,前蘇聯科學家卡爾達肖夫根據能掌握的能量量級以及空間活動范圍,把可能存在的宇宙文明劃分為三個等級。根據該理論,能進行星際航行的很可能是一個Ⅱ型或更高級的文明(地球僅為0.73級)。假如這樣的高級外星文明真的存在,似乎也沒啥必要選擇用偽裝成彗星這樣“笨重”的方式,來接近太陽系。
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按照卡爾達肖夫指數理論,地球文明想要達到第一層級還需要100-200年,達到第二層級大約需要幾千甚至上萬年,達到第三層級更是需要十萬甚至百萬年
圖源:substack.com
為何我們8年內發現了3顆星際訪客
最后,你可能還有一個疑問:為啥從2017年到現在,短短8年內,我們就發現了三顆星際訪客,而之前從未發現過?
這個倒不是因為最近幾年外星文明開始對地球加強監測了。而是因為我們終于擁有了能夠看見它們的“眼睛”。
事實上,星際天體穿越太陽系可能一直都很頻繁。但在過去,它們由于體積小、反射率低、速度快,如同暗夜中轉瞬即逝的微塵,以人類過往的技術水平極難捕捉。如今,這一切的改變都得益于先進望遠鏡與廣域巡天系統的飛速發展。
這也正是第三位訪客被命名為“3I/Atlas”的原因:
“3I”:代表“3rd Interstellar Object”,即人類確認的第三顆星際天體。
“Atlas”:則源自它的發現者——一套名為“小行星陸地撞擊最后警報系統”的巡天項目。
Atlas預警系統在全球部署了一系列光學望遠鏡,24小時不間斷地掃描天空,核心任務就是監測那些可能對地球構成威脅的近地小天體。正是這樣日益靈敏的“天空監測網”,才讓這些神秘的星際旅行者逐一浮出水面。
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工作人員正在安裝Atlas-3 圖源:SAAO
參考資料
[1]https://www.livescience.com/space/comets/nasas-hubble-telescope-reveals-most-detailed-photos-of-interstellar-visitor-3i-atlas-to-date
[2]https://www.astronomy.com/astronomy-for-beginners/beginners-guide-how-to-photograph-comets
[3]https://www.skyatnightmagazine.com/news/comet-3i-atlas-c-2025-n1
[4]https://timesofindia.indiatimes.com/science/who-is-avi-loeb-harvard-astronomer-claims-interstellar-object-3i/atlas-could-be-an-alien-spaceship/articleshow/124445458.cms
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