【导语】

两篇发表于《自然》的论文指出，星际彗星3I/ATLAS携带的同位素特征与太阳系彗星显著不同，显示其可能形成于约100亿至120亿年前，即太阳和太阳系尚未诞生之时。这一结果被研究团队视为研究早期银河系物理和化学环境的罕见窗口。

第三颗确认的星际访客

3I/ATLAS于2025年7月被发现，是继此前两例之后第三个被确认穿越内太阳系的星际天体。其确切年龄、起源系统及在银河系中的运动轨迹目前仍未确定。

根据其运动速度，早期估算给出的年龄范围约为30亿至100亿年。最新研究则通过同位素比率测量，对其形成年代给出了更为具体的推断。

2025年7月21日，哈勃太空望远镜在3I/ATLAS距地球约4.46亿公里（2.77亿英里）时对其进行了成像观测。随后，随着该彗星在2025年12月开始远离太阳，科研团队抓紧窗口期展开更为精细的光谱观测。

韦伯望远镜揭示异常同位素特征

由美国宇航局（NASA）戈达德太空飞行中心的Martin Cordiner博士领衔的团队，利用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜对3I/ATLAS进行观测，重点分析其化学组成和同位素比率。

研究团队使用韦伯望远镜的近红外光谱仪（NIRSpec），发现3I/ATLAS中氘的含量异常偏高，约为典型太阳系彗星的30倍。论文作者指出，这一结果表明，该彗星可能起源于银河系历史上一个极为寒冷的行星或恒星形成系统。

研究认为，在3I/ATLAS形成过程中，其组成物质很可能长期处于深度低温环境中，虽暴露于大量辐射，却未经历足以将重水冰转化为类似地球常见水冰的长期升温过程。

NIRSpec数据还显示，彗星中碳-13相对于碳-12的丰度极低。作者将这一点视为其“极其古老起源”的另一项证据，并据此解释为何太阳系内围绕太阳的物质中碳-13含量相对更高——太阳系形成于约45亿年前，属于银河系中较为年轻的行星系统。

Cordiner博士表示，这是一次研究“很可能早于我们的太阳和太阳系”的古老天体的独特机会。一方面可直接获取关于遥远时空条件的信息，另一方面也有助于评估太阳系在银河系中的特殊性。

基于氘和碳同位素的综合分析，作者估计3I/ATLAS可能形成于约100亿至120亿年前，即宇宙中恒星形成活动处于高峰的时期。论文指出，其原始形成系统很可能被相对寒冷、致密的云团包围，重水的高丰度显示该天体在形成阶段处于“深度冻结”状态。

地面望远镜补充碳、氮同位素数据

另一项由爱丁堡大学天文学家Cyrielle Opitom领导的研究，则利用地面大型望远镜对3I/ATLAS进行了补充观测。该团队在2025年12月6日至26日期间，使用欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）上的紫外-可见光高分辨率光谱仪（UVES），对这颗星际彗星展开监测。

这项研究重点分析了3I/ATLAS中碳和氮的同位素形式，其结果与韦伯望远镜的发现相互补充。作者报告称，彗星中氮和碳的同位素比率明显偏离太阳系彗星的典型值，进一步支持其非本星系行星系统起源及极端古老年代的判断。

同样来自NASA戈达德太空飞行中心的Stefanie Milam博士在谈及相关研究时表示，对于科研人员而言，发现这些稀有同位素本身具有重要意义，而更关键的是借此探索银河系其他区域可能存在的前生物化学过程。

她指出，目前人类只在一个地方观测到化学环境最终孕育出生命——即太阳系中的地球。对包括3I/ATLAS在内的星际天体进行详细化学和同位素分析，被研究团队视为理解宇宙中生命演化条件是普遍存在还是相对罕见的重要一步。

论文信息

相关成果发表于《自然》期刊：

• M. Cordiner 等，《3I/ATLAS冷且遥远起源的同位素证据》，2026年6月22日在线发表，doi: 10.1038/s41586-026-10771-6。
• C. Opitom 等，《星际彗星3I/ATLAS中高氮和碳同位素比率》，《自然》待刊，预印本编号 arXiv: 2603.07187。