来自智利、欧洲、美国、加拿大和新西兰的天文学家组成的国际团队，利用欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）上的两台光谱仪，对星际彗星3I/ATLAS进行了详细观测，获得了迄今为止针对穿越太阳系星际彗星的最精细光谱数据，并在其中检测到原子镍和氰化物（CN）气体的发射。3I/ATLAS是目前记录的第三个被确认的星际天体。
星际彗星的发现与基本参数
3I/ATLAS由NASA资助的ATLAS（小行星地球撞击最后预警系统）巡天望远镜于2025年7月1日首次发现，也被命名为C/2025 N1（ATLAS）和A11pl3Z，其来向指向人马座方向。
发现时，该彗星距离太阳约4.51个天文单位（AU），轨道偏心率为6.13，表明其轨道为高度双曲线轨道，符合星际天体的动力学特征。
哈勃空间望远镜的宽视场相机3（WFC3）于2025年12月27日拍摄了3I/ATLAS的影像，为后续光谱分析提供了重要成像资料。相关图像由NASA、ESA、CSA及哈勃团队发布。
观测设备与时间窗口
研究团队在2025年7月至8月期间，对3I/ATLAS开展高分辨率光谱观测。当时彗星与太阳的距离约在4.4至2.85 AU之间。
为获取彗星的光谱信息，天文学家使用了VLT上的两台仪器：
- X-Shooter 光谱仪；
- 紫外及可见光高分辨率光谱仪（UVES）。
这些观测为分析彗星的气体与尘埃成分提供了关键数据。
彗发特征与尘埃成分
光谱结果显示，3I/ATLAS的彗发——即包围彗核的气体和尘埃云——以尘埃成分为主，其光学连续谱呈持续的红色调。研究团队指出，这种红色光谱特征暗示彗发中富含有机物质。
这种红色外观与太阳系彗星以及柯伊伯带中部分被认为较为原始的天体相似。作者认为，这一现象可能指向不同行星系统之间存在某些共同的物理过程。
氰化物与原子镍的探测
随着3I/ATLAS逐渐接近太阳，研究人员在其光谱中检测到氰化物（CN）的发射。CN是一种由碳和氮组成的简单分子，在许多彗星大气中较为常见。
同时，团队还识别出多条中性镍（Ni）的发射谱线，但未检测到铁（Fe）的对应发射。作者指出，这一组合表明，在太阳辐射作用下，镍正被高效地从彗发中的尘埃颗粒释放出来，而铁并未表现出类似行为。
研究显示，CN和Ni的产生速率在彗星接近太阳的过程中急剧上升，其发射强度与日心距离呈现出强幂律关系。
可能的释放机制与与太阳系彗星的差异
根据团队的分析，这些趋势暗示，释放镍原子和氰化物的过程可能涉及低能量机制，例如光子刺激解吸或复杂有机物的分解，而不仅仅是简单的冰体升华。
作者指出，这一特征使3I/ATLAS在行为上区别于许多典型的太阳系彗星，为理解星际彗星的物质释放机制提供了新的线索。
研究团队表示，如果3I/ATLAS在近日点附近继续表现出“有镍而无铁”的光谱特征，这将成为首个明确案例，表明星际彗星的金属发射可以与传统意义上耐火物质的释放过程相脱钩。
他们认为，这一结果将支持一种“低温有机金属（或纳米相）”途径，用以解释太阳系外彗星中镍的存在，并可能为理解原行星盘化学、金属丰度及辐射历史如何影响行星形成过程中的微观物理提供新的视角。
星际物质样本与母恒星约束
论文作者指出，像3I/ATLAS这样的星际彗星，被视为围绕其他恒星形成的原始物质样本。由于未经历多次绕太阳的长期演化，这类天体在一定程度上保留了其诞生时原行星盘的化学和物理特征，尽管这些特征可能已在星际介质中有所演变。
研究团队提到，3I/ATLAS的母恒星可能在金属丰度上低于此前已知星际天体的前身恒星，但其金属丰度不太可能比太阳低两倍以上。这意味着，3I/ATLAS的推断年龄与其中观测到的镍等铁峰元素的存在并不矛盾。
作者表示，无论具体情景如何，3I/ATLAS都为研究金属发射、挥发物激活与尘埃物理之间的联系提供了一个关键的、具有时间敏感性的观测案例。
与既有星际天体的对比与未来观测意义
在此之前，已确认的星际天体包括2017年的‘Oumuamua和2019年的2I/Borisov。观测显示，这两者在性质上存在显著差异：‘Oumuamua更接近一块惰性岩石，而2I/Borisov则富含一氧化碳和多种复杂冰体。
作者认为，3I/ATLAS的观测结果为星际天体样本增加了新的类型：一个尘埃含量丰富的天体，其分子和金属发射特征在一定程度上模糊了“典型彗星行为”和“新物理过程”之间的界限。
研究团队指出，上述测量有望使镍从一个“光谱上的特殊现象”转变为追踪母体化学组成和银河起源的潜在校准示踪剂，并为未来在鲁宾天文台和ESO极大望远镜时代开展星际天体的快速响应光谱观测提供参考标准。
论文发表信息
相关研究成果已于2025年12月10日发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）。论文题为《甚大望远镜对星际彗星3I/ATLAS的观测。II. 从静止到发光：镍I发射的剧烈上升及大日心距离下CN初期逸出》（Observations of the Interstellar Comet 3I/ATLAS with the VLT. II. From Quiescence to Incandescence: A Dramatic Rise in Ni I Emission and the Onset of CN Escape at Large Heliocentric Distances），作者为Rohan Rahatgaonkar等，刊于ApJL第995卷L34，DOI为10.3847/2041-8213/ae1cbc。
