曾幾何時，只有微小的冰和塵埃在星際空間中穿行，就像一個密封的瓶子漂浮在浩瀚的宇宙海洋中。
今年夏天，這位旅行者進入了我們的太陽系，並被命名為 3I/ATLAS，這使其成為迄今為止觀測到的第三顆已確認的星際彗星。當奧本大學的研究人員將美國宇航局的尼爾·格爾爾斯·斯威夫特天文台指向該物體時，他們發現了一些非同尋常的東西：首次檢測到來自該物體的羥基（OH）氣體，這是水的化學特徵。斯威夫特能夠探測到地面望遠鏡無法看到的微弱紫外線，因為它在地球大氣層上方運行，這種光在到達地表之前不會被阻擋。
首次在彗星 3I/ATLAS 中發現水
通過紫外線副產物羥基來識別水，標誌著我們在了解星際彗星的行為和隨時間變化的過程中邁出了重要的一步。在太陽系中形成的彗星中，水是衡量彗星活動的主要指標。科學家用它來確定陽光如何導致其他氣體的釋放，並比較彗核內冷凍物質的混合物。 3I/ATLAS 檢測到相同的水特徵意味著天文學家現在可以使用應用於太陽系已知彗星的相同標準對其進行評估。這樣的比較為了解整個銀河系的行星系統與我們的行星系統有何不同或相似之處打開了大門。
遠離太陽的意外水活動
3I/ATLAS 特別有趣的是觀察到這種水活動的距離。當彗星距離太陽比地球遠近三倍、超出表面冰通常會變成蒸氣的區域時，斯威夫特檢測到了羥基。即使在這個距離，彗星每秒也會失去約 40 公斤的水，相當於完全打開的消防水龍帶噴出的水量。從遠處看，我們太陽系中的大多數原始彗星仍然相對不活躍。
強烈的紫外線信號表明可能涉及其他過程。一種可能性是陽光正在加熱遠離核心的微小冰粒。當這些顆粒變熱時，它們可以釋放蒸汽並供應周圍的氣體雲。只有少數遙遠的彗星顯示出這種廣泛的水源，表明層狀冰可能包含有關該物體最初形成方式和地點的信息。
太陽係以外行星形成的線索
迄今為止發現的每顆星際彗星都揭示了其他行星系統不同的化學成分。這些訪客共同表明，構成彗星的成分，尤其是揮發性冰，在不同的恆星系統中可能存在很大差異。這些差異使我們能夠了解溫度、輻射和化學成分如何塑造構成行星的材料，並可能為生命創造合適的條件。
美國宇航局斯威夫特天文台如何做出這一發現
檢測到微弱的紫外線信號也是一項技術成就。 NASA 的尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文台擁有一台相對較小的 30 厘米望遠鏡，但從其在軌道上的位置可以觀測到大部分被地球大氣層吸收的紫外線。在沒有空氣和天空眩光干擾的情況下，Swift 的紫外/光學望遠鏡在這些波長下可以達到與 4 米地面望遠鏡相當的靈敏度。它的快速反應能力使奧本研究小組能夠在發現 3I/ATLAS 後幾週內對其進行觀測，然後在它變得太微弱或距離太陽太近而無法從太空進行安全觀測之前。
奧本大學物理學教授丹尼斯·博德威茨說：“當我們探測到來自星際彗星的水或其微弱的紫外線回波 OH 時，我們正在閱讀來自另一個行星系統的註釋。” “它告訴我們，生命化學成分不只屬於我們。”
該研究的主要作者、博士後研究員邢澤西補充道：“迄今為止，每一顆星際彗星都令人驚訝。” “‘Oumuamua 很乾燥，Borisov 富含一氧化碳，而現在 ATLAS 正在向我們意想不到的距離輸送水。每一個都在改寫我們對行星和彗星如何圍繞恆星形成的看法。”
3I/ATLAS 此後已被遮蔽，目前不可見，但預計從 11 月中旬起將再次可見。這次回歸將為科學家提供另一個機會來監測其活動在接近太陽時如何變化。 《天體物理學雜誌快報》中詳細介紹了羥基的檢測，這提供了第一個強有力的證據，證明這顆星際彗星正在遠離太陽的地方釋放水。它還強調了即使是在地球大氣層上方運行的普通太空望遠鏡也能接收到微弱的紫外線信號，將這個罕見的訪客與更廣泛的彗星家族以及此類物體誕生的遙遠行星系統聯繫起來。
