Hubble和JWST启动重大观测活动
人类最强大的太空望远镜开始对3I/ATLAS进行前所未有的研究,提供首次详细的尺寸估算并揭示其不寻常的富含CO₂的成分。
前所未有的观测活动
2025年7月21日,NASA的哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)开始对3I/ATLAS进行协调的密集研究。这标志着有史以来对星际天体在接近太阳时进行的最全面的观测活动。
与发现较晚的前两位星际访客1I/'Oumuamua和2I/Borisov不同,3I/ATLAS被发现得足够早,可以用世界顶级太空天文台进行详细的观测规划。
Hubble估算核心尺寸
Hubble的高分辨率成像提供了3I/ATLAS核心尺寸的首次估算。尽管将核心与其明亮的彗发分离具有挑战性,但Hubble观测表明:
尺寸估算结果
- 直径范围: 0.32至5.6公里(320米至3.5英里)
- 最可能尺寸: 直径小于1公里
- 方法: 光变曲线分析和亮度测量
- 不确定性: 高,由于活跃彗发遮蔽核心
"彗星的活跃彗发使精确测量核心具有挑战性,"首席研究员David Jewitt博士解释说。"但我们的最佳估算表明核心相对较小,可能与2I/Borisov相当。"
JWST揭示化学成分
詹姆斯·韦布太空望远镜的强大红外仪器在3I/ATLAS的彗发中探测到多种分子,揭示了不寻常的成分:
- 二氧化碳(CO₂): 极其丰富——与太阳系彗星相比异常高
- 水冰和水蒸气(H₂O): 存在但数量相对较少
- 一氧化碳(CO): 在中等水平探测到
- 羰基硫(OCS): 探测到微量
以CO₂为主的成分特别有趣。大多数太阳系彗星以水为主,使3I/ATLAS的化学成分相当不寻常,表明其母恒星系统中的形成条件不同。
巨大的CO₂彗发
JWST和NASA的SPHEREx任务绘制了3I/ATLAS二氧化碳彗发的范围,发现其直径延伸约70万公里——几乎是地球到月球距离的两倍!
可见彗发(尘埃和气体组合)测量约26,400×24,700公里,大约是地球直径的两倍。这个广阔的大气层是在彗星核心接近太阳加热时产生的,导致其冰升华到太空中。
确定自转周期
通过监测多个夜晚的亮度变化,天文学家确定3I/ATLAS的自转周期为16.16±0.01小时。这种自转导致彗星的亮度略有变化,因为其不规则形状核心的不同部分反射阳光。
Hubble发现
- • 核心直径: 0.32-5.6公里
- • 自转周期: 16.16小时
- • 彗发结构成像
- • 尘埃颗粒大小分析
- • 颜色测量(偏红)
JWST发现
- • CO₂: 极其丰富
- • H₂O: 探测到冰和蒸气
- • CO: 中等水平
- • OCS: 微量
- • CO₂彗发: ~70万公里
与先前星际访客的比较
3I/ATLAS与先前的星际访客形成鲜明对比:
- 1I/'Oumuamua: 未显示可见彗发或彗尾;成分不确定;在离开时被发现
- 2I/Borisov: 像太阳系彗星一样以水为主的成分;近日点前约3个月被发现
- 3I/ATLAS: 以CO₂为主的成分;近日点前约4个月被发现;有最多研究时间
VLT添加光谱数据
作为太空望远镜观测的补充,智利的甚大望远镜(VLT)获得了详细的光谱数据,探测到:
- 氰化物气体(CN): 在彗星彗发中常见,确认活跃的气体喷发
- 原子镍(Ni I): 罕见但在一些太阳系彗星中探测到
这些分子的浓度与太阳系彗星相似,表明尽管起源于星际空间,3I/ATLAS与围绕我们太阳形成的彗星具有基本相似性。
持续观测
Hubble和JWST将在整个通过期间继续监测3I/ATLAS,计划在2025年10月下旬近日点前后进行额外观测。这些观测将追踪彗星活动如何随着接近太阳而演变。
"我们正在见证来自另一个恒星系统的彗星如何响应我们的太阳,"JWST副项目科学家Stefanie Milam博士说。"我们获得的每个光谱都提供了关于我们自己之外的行星系统形成的新线索。"