第三顆星際訪客抵達太陽系內部
2025年10月29日，標記人類天文史上的重要時刻——第三顆確認的星際天體3I/ATLAS彗星到達其近日點（perihelion），距離太陽僅1.36天文單位（約2.03億公里），位於地球與火星軌道之間。這顆來自太陽系外的神秘訪客自2025年7月1日被位於智利的ATLAS（小行星地球撞擊最後警報系統）巡天望遠鏡首次發現以來，持續吸引全球天文學家的密切關注。
根據NASA科學任務理事會的官方資料，3I/ATLAS以每秒44公里的入射速度進入太陽系，遠超過先前兩顆星際訪客——1I/’Oumuamua的每秒26公里和2I/Borisov的每秒32公里。這種極高的相對速度直接證明了其星際起源，因為任何受太陽引力束縛的天體都無法達到如此高速。
突破性發現：極端鎳蒸氣釋放現象
天文學界對3I/ATLAS最感興趣的特徵，無疑是其異常的金屬蒸氣釋放行為。2025年7月20日，當彗星距離太陽仍有3.88天文單位時，歐洲南方天文台的甚大望遠鏡（VLT）光譜儀首次在彗星彗髮中偵測到顯著的原子鎳（Ni I）蒸氣訊號。這項發現立即引發學術界的震撼，因為在如此遙遠且低溫的距離下，金屬通常不應該氣化。
Space.com的深度報導指出，紫外光譜分析同時偵測到氰化物（CN）氣體和原子鎳蒸氣，但更令人困惑的是，觀測數據顯示突出的鎳發射線，卻幾乎沒有鐵的跡象。這與所有已知彗星的化學特徵完全不同——通常鐵的豐度應該遠高於鎳。只有當彗星距離太陽小於2.64天文單位時，才偵測到微弱的鐵發射線。
哈佛大學天體物理學家的理論假說
哈佛大學天文系主任Avi Loeb教授在其Medium研究筆記中提出了引發廣泛討論的理論：鎳蒸氣可能來自短命的金屬羰基化合物（metal carbonyls）或有機金屬化合物的光解。2025年8月，凱克天文台的宇宙網絡成像儀（Keck Cosmic Web Imager）進一步確認了氰根（CN）和鎳（Ni）的氣體釋放，且鎳集中在彗核附近，支持了Loeb的有機金屬來源假說。
這種化學異常性質引發了激烈的學術辯論。傳統彗星理論認為，彗核主要由水冰、乾冰和塵埃組成，金屬含量極低且以固體顆粒形式存在。3I/ATLAS顯示的高鎳/鐵比值和極早期的金屬氣化現象，暗示其可能擁有與太陽系彗星根本不同的化學組成和形成歷史。
年齡推測：比太陽系還要古老30億年
基於軌道動力學分析，天文學家推測3I/ATLAS可能是有史以來觀測到最古老的彗星。其軌道特徵顯示，這顆彗星可能在約76億年前形成——比46億歲的太陽系還要早30億年。這意味著3I/ATLAS可能是第一代恆星系統的遺跡，攜帶著宇宙早期化學環境的珍貴資訊。
歐洲太空總署（ESA）的研究指出，JWST詹姆斯韋伯太空望遠鏡和SPHEREx太空天文台的觀測顯示，3I/ATLAS富含二氧化碳冰，這表明其形成於距離母恆星極遠的極寒區域，那裡的溫度足以讓二氧化碳凝結成固體。這種化學組成與太陽系的柯伊伯帶天體類似，但金屬含量的差異暗示著不同星系環境的獨特性。
彗尾演化：反太陽尾的謎團
3I/ATLAS展現的另一個異常特徵是其彗尾形態的劇烈變化。2025年7月和8月期間，天文學家觀測到一個指向太陽方向的「反太陽尾」（anti-solar tail）——這是極為罕見的現象。根據北歐光學望遠鏡在加那利群島拍攝的最新影像，這條反太陽尾在9月轉變為正常的背向太陽彗尾。
天體物理學家Avi Loeb解釋，反太陽尾可能是由大顆粒塵埃在軌道幾何效應下形成的視覺現象，也可能與彗星自轉軸方向和噴流活動有關。隨著彗星接近近日點，太陽輻射壓和太陽風的影響增強，彗尾形態隨之改變，最終恢復為典型的離子尾和塵埃尾結構。
多任務太空探測器的協同觀測
3I/ATLAS的近日點通過引發了太空探測史上罕見的多任務協同觀測計畫。2025年10月3日，ESA的ExoMars痕量氣體軌道器（TGO）在3000萬公里外對彗星進行了近距離觀測，當時3I/ATLAS正通過火星軌道附近。這是首次有火星軌道器觀測星際彗星的歷史性事件。
更令人期待的是，根據Space.com報導，NASA的木星探測器Europa Clipper預計在2025年10月30日至11月6日期間，可能會穿越3I/ATLAS的離子尾。這次意外的「尾巴穿越事件」將讓探測器的粒子探測儀器直接採樣星際彗星的等離子體環境，提供前所未有的原位測量數據。
對地球的安全性評估
儘管3I/ATLAS引發了廣泛的公眾關注和部分媒體的過度渲染，NASA和ESA均明確表示，這顆彗星對地球不構成任何威脅。其軌道計算顯示，彗星最接近地球的時刻將在2025年12月19日，屆時距離仍有1.80天文單位（約2.69億公里），遠超過任何可能造成影響的安全距離。
由於亮度僅有20等左右，3I/ATLAS只能透過專業天文望遠鏡觀測，肉眼完全無法看見。這與1997年的海爾-波普彗星或2020年的NEOWISE彗星等壯觀的肉眼可見彗星截然不同。天文愛好者如果希望追蹤這顆星際訪客，需要至少口徑30公分以上的望遠鏡和精確的天體定位系統。
星際天體研究的里程碑意義
3I/ATLAS是人類確認的第三顆星際天體，前兩顆分別是2017年發現的雪茄狀1I/‘Oumuamua和2019年發現的2I/Borisov彗星。每一顆星際訪客都為天文學界帶來了新的驚喜和挑戰：‘Oumuamua展現了異常的加速度和極端的軸比；Borisov則是第一顆被確認具有典型彗星特徵的星際天體；而3I/ATLAS現在以其獨特的金屬化學性質和極端年齡，再次改寫了我們對星際天體多樣性的認知。
行星學會的專家指出，隨著LSST（維拉·魯賓天文台）等下一代巡天計畫在未來幾年投入運作，預計每年將發現數顆星際天體。這將徹底改變我們對星際物質交換、行星系統形成和生命起源的理解。3I/ATLAS的詳細觀測數據，將成為建立星際天體標準模型的關鍵基準。
未解之謎與後續研究方向
儘管3I/ATLAS已經提供了大量觀測數據，許多基本問題仍然懸而未決：
- 鎳蒸氣的確切來源機制：是金屬羰基化合物的光解？還是彗核中存在某種未知的有機金屬礦物？
- 高鎳/鐵比值的成因：這是否反映了其母恆星系統的獨特化學豐度？
- 彗核的實際尺寸和質量：目前估計直徑約500米，但精確測量仍具挑戰性
- 自轉週期和形狀：光變曲線分析顯示可能存在不規則自轉
- 真實年齡驗證：76億年的推測能否透過其他方法驗證？
隨著3I/ATLAS在11月逐漸遠離太陽並重返星際空間，天文學家正把握最後的觀測窗口期，利用哈伯太空望遠鏡、JWST和地面大型望遠鏡進行高解析度成像和光譜分析。這些數據將在未來數年內持續產生新的科學發現，為星際天體學這個新興領域奠定堅實基礎。
3I/ATLAS的近日點通過不僅是一次天文觀測盛事，更象徵著人類對宇宙認知邊界的不斷拓展。每一顆來自星際空間的訪客，都是宇宙寄給我們的「明信片」，訴說著遙遠恆星系統的故事和宇宙演化的奧秘。
