3I/ATLAS：有史以来最快的星际彗星——科学家们这样说
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 science.nasa.govhawaii.edu。
- 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 science.nasa.gov。
- 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 minorplanetcenter.net。
- 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 livescience.comspace.com。
“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 hawaii.edu
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 en.wikipedia.orgen.wikipedia.org。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 arxiv.org。
“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 washingtonpost.com
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 space.comtheguardian.com。
- 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 theguardian.comabc.net.au。
- 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 livescience.comspace.com。
- 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 theguardian.com
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 thetimes.co.ukuniversetoday.com。
“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 abc.net.au
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 livescience.comspace.com。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 washingtonpost.com。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 washingtonpost.com
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 iowapublicradio.org。
- 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 abc.net.auiowapublicradio.org。
- 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 hawaii.edu。
- 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 iowapublicradio.org。
“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 iowapublicradio.org
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。” theguardian.com
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。
