天文學家利用歐洲南方天文台的超大望遠鏡（ESO 的 VLT），詳細研究了迄今為止觀測到的最明亮星際天體 3I/ATLAS 的組成。透過測量特定的化學指紋——這是針對在太陽系外形成的彗星進行的首批此類觀測——他們發現 3I/ATLAS 很可能起源於一個古老恆星系統的外圍。這項發現為這顆彗星的形成歷史提供了新見解，顯示它可能比太陽還要古老得多。

星際彗星是圍繞太陽以外的恆星形成的冰體，偶爾會飄入我們的太陽系。「它們可說是發生在遙遠彼方的行星形成過程中的『化石』，但我們卻有機會在更近的距離進行研究，」英國愛丁堡大學的研究員、天文學家西里爾·奧皮托姆（Cyrielle Opitom）表示。奧皮托姆與比利時列日大學的讓·曼弗羅伊（Jean Manfroid）及達米安·胡特塞梅克斯（Damien Hutsemékers）共同領導了一項關於 3I/ATLAS 的研究，該研究今日發表於《自然·天文學》（Nature Astronomy）期刊。

3I/ATLAS 是繼 1I/ʻOumuamua 和 2I/Borisov 之後，迄今為止發現的第三個星際天體。它是在接近太陽時被發現的，並在我們的太陽系中停留了足夠長的時間，讓天文學家得以對其進行詳細研究。雖然前兩個星際天體的成分難以測量——前者天文學家未能偵測到氣體，後者則過於暗淡——但 3I/ATLAS 卻並非如此。得益於該天體前所未有的亮度，Opitom、Manfroid、Hutsemékers 及其團隊得以測量這顆彗星的同位素比值：即同一元素不同同位素的相對含量。

研究團隊利用歐洲南方天文台（ESO）甚大望遠鏡（VLT）上的 UVES 儀器，測量了彗星周圍氣體中氰化物分子所含的碳與氮同位素比值。已知這些比值是判斷彗星起源的良好指標，因為它們對形成環境中的物理條件非常敏感，且在彗星穿梭於太空的過程中，預期不會有太大變化。

「與來自我們太陽系的彗星不同，這顆星際訪客的碳和氮同位素比值異常偏高，」列日大學研究員、這項新研究的共同作者阿拉文德·克里希納庫馬爾（Aravind Krishnakumar）解釋道。上月底發表於《自然》（Nature）期刊、由美國國家航空暨太空總署（NASA）戈達德太空飛行中心馬丁·科迪納（Martin Cordiner）領導的一項類似研究，也發現了相似的碳同位素比值，以及較高的氘（亦稱重氫）含量 [1]。該研究使用了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據，該望遠鏡是美國、歐洲和加拿大太空機構的聯合計畫。

總體而言，奧皮托姆團隊的研究結果表明，這顆彗星很可能形成於一顆古老的「低金屬豐度」恆星周邊的外圍區域。所謂低金屬豐度恆星，是指其組成中比氦更重的元素較少，據信形成於宇宙遠比現在年輕——且化學成分較貧乏——的時期。因此，研究團隊推測 3I/ATLAS 形成於一顆比太陽古老得多的恆星周圍。「3I/ATLAS 提供了一個極其令人振奮的機會，讓我們得以探究另一個行星系統的組成，而這個系統形成於我們的太陽和太陽系甚至尚未存在之前，」共同作者、芬蘭赫爾辛基大學的研究員蘿絲瑪莉·多西（Rosemary Dorsey）表示。來自不同研究團隊的證據顯示，3I/ATLAS 的年齡是太陽的兩倍以上。

隨著 3I/ATLAS 逐漸遠離太陽且亮度日益減弱，在 VLT 上的觀測工作也即將告一段落。歐洲南方天文台（ESO）即將啟用的「超大望遠鏡」（ELT），將能對未來的星際天體進行類似的測量，包括那些比 3I/ATLAS 更暗淡的天體。「星際天體這個領域仍非常新穎，我們其實還不確定會發現什麼。每當發現一個新天體，我們都會有新的驚喜，」奧皮托姆總結道。

註釋
[1] 由薩拉扎爾-曼薩諾（Salazar-Manzano）和帕內克-卡雷尼奧（Paneque-Carreño）領導的研究團隊，利用歐洲南方天文台（ESO）作為合作夥伴的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA），測量了 3I/ATLAS 中的氘化水（或稱半重水）。他們還發現，與太陽系彗星中測得的含量相比，該天體中此類水的含量明顯較高。

原文出處：ESO