世界最大级望远镜观测到星际天体气体空间分布与特殊金属成分及气体缓慢膨胀

周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏

周三 · 风月同天|周四 · 观测指南

周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 太空探索

主译：梁晨

校对：余路汉

审核：牧夫天文校对组

美编：张少岩

后台：王启儒

https://www.kyoto-su.ac.jp/news/news-003487.html

神山宇宙科学研究所的副所长河北秀世教授（理学部教授）所在的国际研究团队，报告了关于星际天体3I/ATLAS※1的最新观测成果。该研究团队于2025年12月9日（世界时），使用美国麦克唐纳天文台的10米霍比-埃伯利望远镜（Hobby-Eberly Telescope）搭载的可见面分光装置 VIRUS※2，对 3I/ATLAS 进行了观测（图1）。

图1. VIRUS 获取的 3I/ATLAS 的 CN 分子空间分布图（上北左东）。黑色 × 标记表示彗星核的位置。（图片来源：A. Cochran et al.）

观测结果显示，在延展的彗发※3中，除了太阳系彗星中也常见的CN分子、C3分子、CH分子、C2分子之外，还检测到了非常强的中性铁原子（Fe I）和中性镍原子（Ni I）发射线。铁或镍原子在太阳系彗星中虽也有检测，但其发射线通常极弱，若不使用高波长分辨率的光谱仪则难以探测。相比之下，3I/ATLAS 即使使用波长分辨率相对较低的 VIRUS 也清晰确认到了强烈的铁和镍发射线。特别是波长为 3525 Å 的 Ni I 发射线，其强度甚至超过了彗星代表性的 CN 分子发光（图2）。

图2. 3I/ATLAS 的光谱。蓝线为包含尘埃反射太阳光成分的观测光谱，黑线为去除反射太阳光后的气体成分光谱。绿色点划线表示中性铁原子（Fe I）的发射线，红色虚线表示中性镍原子（Ni I）的发射线。（图片来源：A. Cochran et al.）

此前已有其他观测报告称 3I/ATLAS 存在强烈的铁和镍发射线（2026年8月20日新闻）。本次观测的一大特征是，并非只观测彗发的一小部分，而是调查了其大范围的气体空间分布。结果证实，与太阳系彗星相比，3I/ATLAS 富含铁和镍原子的特殊性质在其广阔范围内均成立。此外，彗星彗发中气体的膨胀速度约为相同太阳距离下太阳系彗星的一半。这一结果也与使用射电望远镜的其他观测相一致。

对于像彗星这样空间分布广阔的天体，如果仅观测核心附近的狭窄区域，往往难以充分理解其整体性质。本研究通过大范围观测，揭示了调查气体空间分布全貌的重要性。

神山宇宙科学研究所今年已发表3篇关于星际天体的研究成果（含本次为第4篇）。这表明该所不仅在太阳系彗星研究，也在来自太阳系外的星际天体研究中，成为全球研究中心之一。彗星科学领域的世界级权威、神山宇宙科学研究所所长渡部表示：“这展示了本研究所不仅在太阳系彗星，也在星际天体这一前沿研究领域处于领先地位的宝贵成果。期待今后的进一步活跃表现。”

本研究成果已发表于美国天文学专业期刊《The Planetary Science Journal》（Cochran et al., "IFU Observations of Comet 3I/ATLAS = C/2025 N1 (ATLAS) using the Hobby-Eberly Telescope with the VIRUS Instrument"）。论文预印本可在 arXiv:2609.01785 获取。

术语解释

※1 星际天体 3I/ATLAS

从太阳系外飞来的天体。继2017年发现的 1I/'Oumuamua 和2019年发现的 2I/Borisov 之后，这是史上第三个被确认的星际天体。3I/ATLAS 于2025年7月被发现，同年10月到达近日点。

※2 可见面分光装置 VIRUS

光谱仪是将天体传来的光按波长分开（如同彩虹一般）进行观测的装置。通常的分光观测只能对天体上细长的狭缝区域进行分光。本次使用的 VIRUS（Visible Integral-Field Replicable Unit Spectrograph）采用称为“面分光”的方法，能够同时获取天空中某一区域内各位置的光谱。本次观测使用了一个面分光单元，观测范围约为 50角秒 × 50角秒。凭借这一特点，研究团队得以调查 3I/ATLAS 彗发广阔范围内气体的种类及其空间分布。

※3 彗星彗发

当彗星接近太阳时，核中含有的冰会升华，释放出气体和尘埃。包围在核周围、向外扩展的气体和尘埃区域被称为“彗发”（Coma）。

彗星示意图。(图片来源：国立天文台）

责任编辑：甘林

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

卡拉尼什巨石阵上空的日行迹

影像提供与版权: Giuseppe Petricca

如果你每天在同一时间走到户外，拍摄一张包含太阳的照片，太阳在天空中的位置会如何改变？这个问题的最佳视觉化答案，是所谓的日行迹，也就是在一整年中，于相同地点、相同时刻所拍摄并合成的影像。这张精选日行迹是由一系列影像合成，这些影像取自每隔数天的正午，拍摄地点位于英国 苏格兰的外赫布里底群岛上的卡拉尼什村落。前景中可见卡拉尼什 巨石阵，这座石圈约建于西元前2700年，当时正值人类的青铜时代。目前尚不清楚卡拉尼什巨石阵的放置是否具有天文意义。所有日行迹都呈现8字形，根本原因是地球自转轴的倾斜以及地球于公转轨道绕行太阳的椭圆率（离心率）。在冬至和夏至时，太阳会出现在日行迹的顶部或底部。这张图片拍摄于12月冬至前后，因此太阳出现在日行迹的底部附近。然而，春分和秋分则对应于日行迹的中点——并非其交点。再过两天，将迎来分点（秋分）（意为「昼夜相等」），届时地球上的昼夜时长将相等。世界上许多文化传统都会在春分和秋分之际庆祝季节的更迭。

谢谢阅读