- 3I/ATLAS(C/2025 N1)由ATLAS望远镜在智利于2025年7月1日发现,速度约68 km/s,轨道为极端双曲线,来自太阳系外。
- 近日点距离1.36 au,近日点日期为2025年10月29日,轨道完全不对地球构成威胁。
- 初步观测显示微弱彗发和3″彗尾,证实其具有彗星活动。
- 初步本征光度H≈14.8,核可能只有几百米到约1公里,整体大小等效约20公里。
- 在近日点时的目视最大星等预测为12–13等,肉眼不可见,中等口径望远镜可以观测到,它在火星轨道附近将以约0.4 au的距离经过。
- 轨道参数显示偏心率约5.8±0.2、轨道倾角约175°(逆行,几乎极地轨迹)、超速v∞约57 km/s,是迄今发现的最快星际天体。
- ATLAS是迄今速度最快且最早被发现的星际天体,较ʻOumuamua和Borisov多出数月观测窗口。
- 全球观测阶段将于2025年7–9月动用JWST、VLT、Keck与Rubin等设施在4.5到1.8 au的入轨阶段观测,2025年10–11月进行太阳观测台观测以研究热响应和彗发演化,2025年12月至2026年3月进行离轨观测,2026–2027年进入长尾观测阶段。
- 火星勘测轨道飞行器计划在2025年10月3日,距离0.2 au时尝试对3I/ATLAS成像。
- 科学意义包括银河系中星际天体密度约为10^6 au^-3,Rubin将每年发现数个,3I/ATLAS的发现证明银河系星际流浪者相对常见,并推动对快速响应星际拦截器等任务的研究。
新确认的彗星3I/ATLAS (C/2025 N1)是继1I/ʻOumuamua(2017年)和2I/Borisov(2019年)之后发现的第三颗星际天体。它由NASA资助的ATLAS智利望远镜于2025年7月1日发现,正以约68 km s⁻¹的极高速度沿极端双曲线轨道穿越太阳系,将在2025年10月29日于火星轨道内侧近日点,完全不对地球构成威胁。早期图像显示彗星有微弱的彗发和短彗尾,证实了彗星活动。由于3I/ATLAS在距离太阳4.5天文单位的远处、去近日点前数月就被探测到,天文学家有史无前例的机会去研究一颗星际彗星的成分、自转和大小。专家表示,随着Vera C. Rubin天文台等新一代巡天计划全面运行,这一发现预示着即将到来的星际天体发现潮。
1. 发现、命名与初步观测
- 探测。 ATLAS–CHL望远镜2025年7月1日的图像中,在稠密的银河恒星背景下发现了一颗18等的天体。自动轨道拟合结果表明其偏心率大于5,标记其为星际轨迹 [1][2]。
- 快速确认。 来自ZTF和其他ATLAS观测站的档案数据将该天体的观测历史追溯到2025年6月14日,使观测弧延长至18天 [3]。
- 官方命名。 小行星中心发布了MPEC 2025‑N12公告,在确认彗星活动和星际来源后,正式给出C/2025 N1 (ATLAS)和3I/ATLAS的编号 [4]。
- 首批图像。 Gianluca Masi的虚拟望远镜项目和David Rankin的Deep Random Survey发布了合成CCD图像,显示出类恒星的核和极短的3″彗尾 [5][6]。
“发现一颗可能的星际天体极为罕见,我们夏威夷大学运行的系统能够捕捉到它令人兴奋。” — John Tonry,夏威夷大学天文学研究所 [7]
2. 轨道、速度与星际证据
参数 | 数值 (±1 σ) | 意义 |
---|---|---|
偏心率 (e) | 5.8 ± 0.2 | 非约束双曲线轨道 |
轨道倾角 (i) | 175 ° | 逆行,几乎是极地轨道 |
双曲超速 (v∞) | 57 km s⁻¹ | 迄今最快的星际天体 (ISO) |
近日点距离 (q) | 1.36 au | 在火星轨道以内 |
近日点日期 | 2025年10月29日 | 极佳的观测几何条件 |
极高的偏心率与双曲超速不可能由太阳系内的行星散射产生,这证明其起源于太阳引力球之外 [8][9]。ATLAS 来自接近太阳顶点的人马座方向,这与动力学模型预测的大多数入射星际天体(ISO)出现的位置一致 [10]。
“其轨道表明运行速度过快,不可能被太阳引力束缚,因此很可能是一个星际天体。” — Larry Denneau,ATLAS 共同首席研究员 [11]
3. 物理特性
- 活动性。 MPC 报告称发现了微弱彗发和3″的彗尾,证实其存在彗星喷发气体而非裸露小行星 [12][13]。
- 大小。 初步本征光度(H ≈ 14.8)估算相当于一颗20 公里大小的小行星,但扣除彗发贡献后,核可能只有几百米到约1 公里大 [14][15]。
- 亮度变化。模型预测其在近日点时的目视最大星等为12–13——肉眼无法观测,但中等口径的业余天文望远镜可以观测到,特别是在火星轨道附近,它将以0.4天文单位经过 [16][17]。
- 组成观测前景。由于彗星正在向内移动,JWST、ALMA和大型地面望远镜可以在冰体依然原始、未被太阳加热改变表面之前,尝试进行近红外光谱观测。
“根据亮度……很可能实体核较小。” — 科林·斯诺德格拉斯教授,爱丁堡大学 [18]
4. 与ʻOumuamua和Borisov的比较
性质 | 1I/ʻOumuamua | 2I/Borisov | 3I/ATLAS |
---|---|---|---|
发现距离 | 0.25 au(过近日点后) | 3 au | 4.5 au |
类型 | 小行星? | 彗星 | 彗星 |
v∞ (千米/秒) | 26 | 32 | 57 |
最大星等 | 20→28 | 15 | 12–13(预测) |
过近日点前发现提前量 | –40 天 | 225 天 | 120 天 |
ATLAS是目前速度最快且最早被发现的星际天体,给予科学家比以往前两位(ʻOumuamua和Borisov)更多几个月的时间来规划深度观测 [19][20]。
“在我们见过的三颗星际天体中,这颗无疑是速度最快的。” — Jonti Horner教授,南昆士兰大学 [21]
5. 全球观测活动
阶段 | 日期(2025‑26) | 最佳观测设施 | 目标 |
---|---|---|---|
入轨(4.5 → 1.8 天文单位) | 2025年7月–9月 | JWST、VLT、Keck、Rubin(LSST) | 测量原始挥发物和尘埃产量 |
太阳合 | 2025年10月–11月 | 太阳观测台、火星轨道器 | 研究近日点附近的热响应及彗发演化 |
离轨(1.4 → 5 天文单位) | 2025年12月–2026年3月 | HST、ALMA、大型业余天文网络 | 通过消光曲线测量自转状态和核大小 |
长尾期 | 2026‑27年 | 射电阵列 | 搜寻耐高温分子、同位素 |
直播观测已在进行中;虚拟望远镜项目每晚从意大利进行跟踪直播 [22][23]。火星勘测轨道飞行器可能会在2025年10月3日、距离0.2天文单位时尝试成像 [24]。美国宇航局CNEOS已向全球专业及业余天文台发布星历表。
“我们有更多的时间用望远镜观测它,搞清楚它的成分。” —— Larry Denneau [25]
6. 为什么3I/ATLAS很重要
- 银河取样。每一个星际天体(ISO)都是来自其他行星系的“免费样本返回任务”。光谱分析可揭示同位素比、挥发物化学和尘埃矿物成分,这些在原地观测条件下无法测量 [26]。
- 族群统计。八年内三次发现表明银河系中约有∼10⁶ ISO au⁻³;预计Rubin将每年发现数个 [27][28]。
- 行星防御背景。了解星际天体通量有助于完善撞击危害评估;尽管如此高速的天体几乎不可能撞击地球,但它们极端的动能将远超典型的小行星威胁 [29]。
- 任务规划。3I/ATLAS的早期发现重燃了对具备快速响应能力的“星际拦截器”航天器的兴趣,此前欧洲航天局、美国宇航局和英国航天局都曾对相关构想进行过研究 [30]。
“这就像是让我们有机会随机取样银河系其他地方正在发生的事情。” — 克里斯·林托特教授,牛津大学 [31]
7. 展望
如果当前的亮度预测准确,3I/ATLAS将在七月和八月成为家庭天文台容易拍摄的CCD目标,十月将消失在太阳背后,十二月以大约15等的亮度在离开太阳系的路径上重新出现。业余天文爱好者的参与——特别是用于自转研究的时间序列光度测量——将补充旗舰级望远镜对稀有挥发物的搜寻。
马克·诺里斯博士总结了大家的激动心情:
“这将是我们已知发现的第三个星际天体,进一步证明此类星际流浪者在我们的银河系中相对常见。” [32]
按照目前的轨道,3I/ATLAS将在2027年中期永远飞离太阳系,但这位意外到访者带来的科学遗产很可能会长久留存——不仅体现在它带来的数据,更在于它激励天文学家为下一个、且可能更早到来的星际邂逅做好准备。
References
1. science.nasa.gov, 2. www.hawaii.edu, 3. science.nasa.gov, 4. minorplanetcenter.net, 5. www.livescience.com, 6. www.space.com, 7. www.hawaii.edu, 8. en.wikipedia.org, 9. en.wikipedia.org, 10. arxiv.org, 11. www.washingtonpost.com, 12. www.space.com, 13. www.theguardian.com, 14. www.theguardian.com, 15. www.abc.net.au, 16. www.livescience.com, 17. www.space.com, 18. www.theguardian.com, 19. www.thetimes.co.uk, 20. www.universetoday.com, 21. www.abc.net.au, 22. www.livescience.com, 23. www.space.com, 24. www.washingtonpost.com, 25. www.washingtonpost.com, 26. www.iowapublicradio.org, 27. www.abc.net.au, 28. www.iowapublicradio.org, 29. www.hawaii.edu, 30. www.iowapublicradio.org, 31. www.iowapublicradio.org, 32. www.theguardian.com