千万公里外“追着拍”！天问一号的“星际摄影课”，难在哪？

近日，我国天问一号环绕器利用高分辨率相机，成功拍摄到星际天体阿特拉斯（3I/ATLAS）的清晰影像。这是中国航天器首次实现对这类来自太阳系外的“宇宙访客”的探测。作为人类迄今发现的第三颗进入太阳系的星际天体，3I/ATLAS的年龄或远超太阳系，体积与质量均显著超过此前同类天体。

天问一号环绕器高分辨率相机拍摄到的3I/ATLAS。（国家航天局供图）

3I/ATLAS比太阳系年龄还大？它可能是外星文明派遣的“母舰”吗？天问一号为了拍到它做了哪些“极限挑战”？

起底太阳系第三位“闯入者”的“身世”

身份密码：第三位星际访客

3I/ATLAS于2025年7月1日由美国NASA资助、位于智利的ATLAS巡天望远镜发现。其中“ATLAS”代表它的发现者ATLAS研究团队；字母“I”代表“星际”，说明它是来自太阳系外的天体；数字“3”表示它是第三个被确认的来自星际空间的天体。该天体沿双曲线轨道穿越太阳系，不受太阳引力约束，是判断其星际起源的关键依据。

被归类为彗星的3I/ATLAS，昵称“宇宙雪球”，却拥有惊人尺寸：直径估计在10至20千米之间，相当于美国曼哈顿岛大小，甚至超过导致恐龙灭绝的小行星；最低质量约为33亿吨，较前两位星际访客“奥陌陌”与“2I/鲍里索夫”高出千倍乃至百万倍。其飞行速度同样令人瞩目，发现时约为每小时21万千米，成为目前已知飞行速度最快的星际天体。

比太阳系年龄还大？

科学家推测，3I/ATLAS可能形成于银河系中心区域的古老恒星附近，年龄估计在30亿至110亿年之间，有可能比太阳系年龄还老。在诞生后被抛入星际空间，历经数百万至数十亿年的漫长漂流，才进入太阳系。它如同一部“古老的天体日记”，记录着系外行星系统的成分、演化历程及早期恒星历史的珍贵信息。

与此前发现的星际天体“奥陌陌”和“2I/鲍里索夫”相比，3I/ATLAS显得尤为“活跃”——每秒释放约180千克尘埃，是“2I/鲍里索夫”的两倍以上。其微弱的彗发和短尾结构，为研究星际天体物质释放机制提供了鲜活样本。

曾被猜测为“外星母舰”

3I/ATLAS被发现后，哈佛大学天文学家阿维・勒布提出非主流猜测，认为它可能是外星文明派遣的“母舰”，借太阳引力实施“引力弹弓”机动。这并非勒布首次发表此类观点，2017年他曾推测“奥陌陌”为外星探测器。

哈勃望远镜于2025年7月21日拍摄的星际彗星3I/ATLAS的照片，当时彗星距离地球约4.46亿公里。图片来源：NASA官网

然而，科学界主流观点一致否定该猜想：

NASA明确表示，3I/ATLAS对地球不构成威胁，几乎所有证据均指向其为自然天体，符合已知彗星特征；

NASA太阳系小天体项目首席科学家汤姆・斯塔特勒指出，彗星作为尘埃与冰的混合物，受太阳加热后的行为有时难以预测，出现某些异常特性实属正常；

英国牛津大学天体物理学教授克里斯・林托特直言该理论“完全是无稽之谈”，强调“毫无疑问它是一颗彗星”。

勒布本人在博客中也承认，“最简单的假说是3I/ATLAS为一颗彗星”。其另类猜测更多意在挑战固有认知。科学鼓励想象，但需建立在证据基础之上。“外星母舰”之说虽引发公众热议，却缺乏实际科学支撑。

有多难拍？

人类需要提前数年做好准备

对天文学家而言，3I/ATLAS的出现是一次极为难得的研究机会。

目前人类对3I/ATLAS的了解仍较为有限，仅能初步确认其彗星属性。精确测绘其三维形貌与物质组成，需依赖更先进的探测器实施抵近探测，但难度极高——该天体从被发现到飞出木星轨道仅需9个月，而人类深空探测器的研发与发射周期通常长达数年。

2019年欧洲航天局公布的“彗星拦截器”计划就打算瞄准这样的“机遇”，该任务计划2029年发射到日地系统第二拉格朗日点附近待命。当地面望远镜发现星际天体或者来自远方的原始彗星后，“彗星拦截器”将启动快速响应轨道机动程序，对目标天体进行探测。

天问一号的“极限挑战”：从火星轨道捕捉暗弱目标

四大观测难题

天问一号团队自9月初启动观测筹备，面临多重严峻挑战：

距离遥远：与目标天体相距约3000万千米，且在地球上不具备观测条件；

速度极快：目标自身运动快（约58千米/秒）；

尺寸微小：彗核直径仅约5.6千米，难以精准捕捉；

亮度极暗：目标亮度比原设计拍摄的火星表面目标暗1万至10万倍。

3I/ATLAS与天问一号火星环绕器相对位置示意图。（国家航天局供图）

针对上述难点，科研团队协同攻关，结合3I/ATLAS的轨道特性、亮度变化及载荷技术能力，反复开展模拟计算与仿真推演。最终确定采用高分辨率相机，精心设计成像策略，将设备拍摄能力推向极限。

此次天问一号环绕器成功观测星际天体，是由多个团队协作、互相配合，最终才得到了这些宝贵的观测图像。科研人员利用连续30秒拍摄的系列图像制作成的动画形象展示了该天体的运动轨迹。通过这些观测数据，科研人员正进一步开展对3I/ATLAS的深入研究。

资料来源：新华网、央视新闻、科技日报、环球网、人民日报

上游新闻综合 编辑 高鑫