美國國家航空航天局（NASA）與歐洲航天局（ESA）於2026年11月6日聯合發佈詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）對星際彗星3I/ATLAS的最新近紅外光譜（NIRSpec）觀測突破。由國際天體物理學聯合團隊進行的深空高分辨率光譜分析證實，這顆掠過太陽系的系外星際訪客表面與彗發中富含大量被耐火性有機硅酸鹽緊密包裹的非晶態水冰顆粒。該物質混合配比與晶格微觀結構不僅顯著異於太陽系內絕大多數已知彗星，更與海王星外柯伊伯帶深處最原始冷天體的吸收譜線呈現高度一致，爲人類揭示系外原行星盤物質演化機制提供了彌足珍貴的一手實測物理證據。
韋伯太空望遠鏡對星際彗星3I/ATLAS光譜巡天披露了哪些關鍵物理參數？
- 觀測記錄時3I/ATLAS相對於太陽的日心軌道距離：約3.42個天文單位（AU，位於火木軌道間）
- 彗發固相顆粒中耐火性硅酸鹽與水冰的特徵質量比：約爲2.8比1（表明具備緻密硅質外殼保護）
- 估算的3I/ATLAS有效天體幾何直徑與自轉週期：直徑約1.2公里，自轉週期約爲16.8小時
主導本次光譜標定工作的天文聯合團隊首席科學家指出：“星際天體是系外恆星系統在早期引力混沌散射過程中被無情拋入銀河系深空的深凍化石。不同於此前到訪太陽系的奧陌陌（1I/'Oumuamua）與鮑裡索夫（2I/Borisov），3I/ATLAS展現出了前所未見的複雜揮發分凍結機制。我們在其紅外反射光譜中清晰捕捉到了3.1微米處寬而深的非晶態冰峯，這證明其原始母星系統的原行星盤外緣曾經受過強烈的星際輻射浸潤與長達數十億年的宇宙線低溫轟擊，從而形成了堅固的耐火性保護外殼。”
耐火性保護殼與非晶態水冰共存如何改寫系外行星系統的形成模型？
在傳統太陽系彗星演化模型中，天體在遠離恆星的極低溫極深空環境下凝聚時，通常會保留疏鬆多孔的揮發性水冰與一氧化碳、二氧化碳混合物。
然而，JWST的高靈敏度積分視場單元（IFU）探測顯示，3I/ATLAS在太陽引力拖拽下靠近近日點的升溫過程中，並未發生如同傳統彗星那般劇烈坍塌的劇烈昇華爆發。相反，其表層被一層富含有機碳化物、無定形硅酸鹽微粒和鐵鎂礦物的緻密礦物矩陣嚴密包裹。這一特殊的耐火外殼顯著降低了深層固態冰的受熱揮發速率，使其內部非晶態冰晶得以在數十億光年的星際漂泊中抵禦超新星爆發衝擊波與致電離宇宙射線的長效侵蝕。這一結構有力表明，其母恆星系統的吸積盤邊緣具備極高的塵埃聚集效率，系外氣態巨行星的引力遷移過程可能比此前理論預測的更爲劇烈。
星際物質原位光譜溯源對人類認知銀河系宜居帶分佈具有何種前瞻意義？
3I/ATLAS光譜謎團的成功解開，標誌着深空探測邁入了利用系外自然漂流物開展“免發射行星際巡檢”的全新紀元。
以往天文學界關於系外行星系統生命成分丰度的推斷，幾乎全部依賴於凌星法和徑向速度法的大氣吸收反演模型；而類似3I/ATLAS這樣的實體星際彗星，則是母星系原行星盤深處固態水資源與複雜益生有機分子的直接物理樣本。通過對比JWST光譜與阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）對原行星盤冷氣體雲的成像觀測，科學家們得以直接校準太陽系早期重轟炸期水資源輸入的動力學概率。這一里程碑不僅極大拓展了銀河系內類地行星表面液態水起源的化學邊界，也爲未來規劃深空無人攔截探測器實施星際天體近距離飛掠與着陸採樣奠定了堅實可靠的物理參數基礎。
