ALMA观测显示星际彗星3I/ATLAS甲醇含量异常偏高

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利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)的观测数据,科研人员在星际彗星3I/ATLAS中探测到氰化氢和含量异常丰富的甲醇,并对两种分子的逸出行为进行了精细刻画。相关研究发表于《天体物理学快报》。

据介绍,3I/ATLAS在接近太阳时,其冰冷表面受阳光加热,释放出气体和尘埃,在核周围形成彗发。研究团队利用位于智利的ALMA阿塔卡马紧凑阵列,对这一星际天体进行观测,并通过分析彗发中分子的亚毫米波谱线,获取其化学组成信息。

研究重点放在两种常见于彗星的分子上:与前生物化学相关的有机分子甲醇,以及含氮有机分子氰化氢。ALMA数据表明,3I/ATLAS中甲醇相对于氰化氢的丰度显著偏高,远超太阳系彗星的典型水平。

在两个不同观测日期,团队测得的甲醇与氰化氢产率比约为70和120。作者指出,这一比例在已研究的彗星中属于最高水平之一,仅次于被认为异常的太阳系彗星C/2016 R2(Pan-STARRS)。

参与研究的美国大学教授内森·罗斯(Nathan X. Roth)表示,对3I/ATLAS的观测“就像是在采集另一个太阳系的指纹”,其甲醇含量的异常丰富在太阳系彗星中极为罕见。研究团队认为,这些测量结果意味着3I/ATLAS的冰质物质可能形成于、或经历过与塑造大多数太阳系彗星截然不同的环境条件。

得益于ALMA的高角分辨率,团队还得以追踪不同分子从彗星中逸出的空间分布和运动特征。结果显示,氰化氢主要直接来自彗星核,这一点与太阳系彗星的典型情况相似;而甲醇则既来自彗星核,也来自彗发中的冰尘粒子。

研究人员指出,这些微小冰粒在靠近太阳时,其内部冰升华为气体,会像“微型彗星”一样释放甲醇。类似的逸出行为此前在部分太阳系彗星中已有报道,但这是首次在星际天体上以如此细致的空间分辨率追踪到相关过程。

作者在论文中写道,3I/ATLAS中测得的甲醇与氰化氢比例为目前所有已研究彗星中最高之一,仅次于C/2016 R2(Pan-STARRS)。他们认为,这一结果为理解星际彗星的化学特征及其形成环境提供了新的观测约束。

该研究题为《利用ALMA阿塔卡马紧凑阵列绘制星际彗星3I/ATLAS中的CH3OH和HCN:不同的逸出行为及异常高的CH3OH/HCN产率比》(Mapping CH3OH and HCN in the Interstellar Comet 3I/ATLAS with the ALMA Atacama Compact Array: Distinct Outgassing Behaviors and an Exceptionally High CH3OH/HCN Production Rate Ratio),作者为Nathan X. Roth等,发表于《天体物理学快报》2026年第999卷L32号,DOI为10.3847/2041-8213/ae433b。


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