3I/ATLAS有一層20米厚的保護殼

想要知道它的真面目相當困難。

今年8月韋布拍攝的3I/ATLAS。

NASA / JWST

詹姆斯·韋布太空望遠鏡的觀測結果顯示，星際彗星3I/ATLAS的表面由于經受了數十億年的宇宙射線轟擊，已經形成了一層極厚的輻照外殼。我們通過分析其光譜數據得到的信息，大多只與這層外殼有關；而想要穿透它窺見其本來面目，相當困難。

近日以比利時皇家空間高層大氣物理研究所（Royal Belgian Institute for Space Aeronomy）Romain Maggiolo為首的一批科學家，在分析了觀測數據并通過計算機模擬后發現，3I/ATLAS的二氧化碳含量之所以極高，可能是因為其在70多億年的星際之旅過程中，經受了大量的宇宙射線轟擊。

宇宙射線是空間輻射的一種，由來自太陽系外部的高能粒子組成。而宇宙射線轟擊一氧化碳會將其轉化為二氧化碳。

太陽系內的大部分天體，包括地球在內，都被太陽產生的一個巨大輻射泡——日光層——包裹在內。日光層能夠抵卸大部分宇宙射線，使我們免遭侵襲。但3I/ATLAS長期在星際空間飛行，得不到這種保護。數十億年的星際之旅和宇宙射線轟擊，已經使3I/ATLAS表面冰層的物理特性發生了顯著變化，且受影響的深度可達15至20米。

研究人員稱這一發現表明，通過常規方法獲取的數據，其所反映的3I/ATLAS構成，無法代表其原生環境的物質。也就是說，如果我們只用光譜分析，通過外表來研究3I/ATLAS，那么我們得到的信息，更多反映的是其星際之旅的過程，而非起源地。

3I/ATLAS目前已經通過近日點。彗星靠近恒星時會因受熱而升溫，其表面冰層會升華成氣體。研究顯示，在抵達近日點之前，3I/ATLAS釋放的氣體僅來自其外表。通過近日點后，這種情況可能會繼續，但有一定的概率，在太陽風的侵蝕下，其表層物質可能會剝落，導致彗核內部的原始物質暴露。

雖然可能性很小，但是如果能夠將3I/ATLAS通過近日點之前的觀測數據，與其通過近日點之后的數據進行比較，尋找其中的差異，或許可以讓我們對其原始成分有所了解。

此項研究是在多個先前的工作基礎上完成的，包括今年8月詹姆斯·韋布太空望遠鏡拍攝的首張3I/ATLAS彗星照片，以及同月SPHEREx軌道器發回的數據。二者都指出3I/ATLAS的二氧化碳含量異常偏高。

研究人員還將一個先前構建的太陽系彗星輻照模型，經過修改后應用在了3I/ATLAS身上，并模擬了銀河系宇宙射線對其冰層結構和化學成分在10億年內的累積影響。該方法依賴宇宙射線的實驗室模擬，因此可能無法完全代表真實的星際環境，但依然能夠為彗星數十億年孤獨星際之旅中的經歷提供有力參考。

模擬結果表明，10億年的輻射就足以讓3I/ATLAS獲得一層厚厚的外殼。我們現在看到的3I/ATLAS已經老化，且已發生了改變。在研究中，人們必須考慮到這一點。

8月27日雙子座南望遠鏡拍攝的3I/ATLAS彗星。

International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / Shadow the Scientist

參考

Comet 3I/ATLAS has been transformed by billions of years of space radiation, James Webb Space Telescope observations reveal

https://www.livescience.com/space/comets/comet-3i-atlas-has-been-transformed-by-billions-of-years-of-space-radiation-james-webb-space-telescope-observations-reveal

Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for Galactic Cosmic Ray Processing

https://arxiv.org/pdf/2510.26308