【2026年4月】 天文学家利用美国宇航局（NASA）、欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）联合研制的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），在星际彗星3I/ATLAS上探测到甲烷。这是首次在星际天体中直接确认甲烷的存在。

首次在星际天体上确认甲烷

研究团队基于韦伯望远镜中红外仪器（MIRI）获取的光谱数据，在3I/ATLAS的逸散气体中识别出甲烷特征谱线。论文作者、加州理工学院天文学家 Matthew Belyakov 等人在研究中指出，这一探测为了解太阳系外小天体的物质组成提供了新的观测依据。

研究人员表示，星际天体（Interstellar Objects，ISOs）被认为是在其他恒星周围形成的行星胚胎，随后因动力学相互作用被抛出其原始行星系统。在它们短暂穿越太阳系的过程中，这类天体为比较银河系中不同行星形成环境提供了有限但重要的样本。

3I/ATLAS是继1I/ʻOumuamua和2I/Borisov之后第三个被确认的星际天体，其核直径估计约为2.6公里。与外观上几乎不表现出彗发活动的1I/ʻOumuamua不同，3I/ATLAS拥有明显扩展的彗发。

多波段观测揭示复杂化学成分

在韦伯观测之前，多个观测设施已对3I/ATLAS展开联合监测。地基可见光光谱观测显示，该彗星彗发中存在气态氰化物和原子镍；阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）的射电观测则在其分子成分中加入了甲醇和氰化氢。

空间近红外观测方面，韦伯望远镜和SPHEREx在3I/ATLAS过近日点前的观测中识别出水、二氧化碳和一氧化碳的荧光特征。SPHEREx在近日点后的后续测量显示，一氧化碳的产量显著增加，同时在3.2–3.4微米波段出现额外发射特征，研究人员认为这些特征可能与有机物有关。

观测还显示，3I/ATLAS在活动演化过程中呈现出可见光颜色趋蓝的变化，并在近日点前后表现出水产量变化趋势的明显不对称。

MIRI成像与光谱：甲烷集中于核附近

最新的韦伯观测利用MIRI仪器，在3I/ATLAS绕太阳飞掠后、离开太阳系的过程中分两次实施。首次观测时间为2025年12月15日至16日，当时彗星距离太阳约3.29亿公里；第二次观测则在2025年12月27日进行，当时距离约为3.79亿公里。

MIRI成像结果显示，不同气体在彗星周围的空间分布存在差异：水蒸气在核外区域分布较广，研究人员认为这主要与彗发中冰粒的大量升华有关；二氧化碳和甲烷则更集中于彗核附近。配套的光谱数据标注了水、二氧化碳、甲烷等逸散气体的特征谱线。

研究团队指出，甲烷是一种高度挥发的物质，极易从固态冰升华为气体。其在3I/ATLAS上的“延迟出现”——即在彗星接近太阳并经历加热后才被明显探测到——表明甲烷可能埋藏在彗星表层之下，需要热量传导至冰质次表层后才开始大量升华。

根据分析，相对于水的甲烷含量在3I/ATLAS中处于异常偏高水平，在已知的太阳系彗星中鲜见类似比例。此前观测已显示该彗星二氧化碳含量异常丰富，韦伯数据进一步确认了其“富二氧化碳”特征。与典型太阳系彗星相比，3I/ATLAS释放的二氧化碳相对于水的比例显著偏高。

研究人员表示，甲烷和二氧化碳的高丰度组合，指向了一个与围绕太阳形成的彗星截然不同的形成与演化环境。

活动随远日变化迅速减弱

韦伯观测还显示，随着3I/ATLAS远离太阳，其气体产量整体快速下降，其中水的减幅尤为明显。研究团队认为，这一趋势与彗星接受的太阳辐射减少、表面温度降低、冰类物质蒸发减弱的情形相符。

此前，哈勃空间望远镜曾于2025年7月21日拍摄3I/ATLAS图像，当时该彗星距离地球约4.46亿公里。

相关研究成果已于2026年4月8日发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters），论文题为《利用JWST/MIRI观测3I/ATLAS的挥发物清单》（"The Volatile Inventory of 3I/ATLAS from JWST/MIRI Observations"），作者为 Matthew Belyakov 等，卷号1001，文章编号L11，DOI为10.3847/2041-8213/ae5700。