來自另一恆星系統嘅化學密碼：韋伯望遠鏡徹底分析星際彗星3I/ATLAS

占士韋伯太空望遠鏡（JWST）為我哋帶嚟咗嚟自另一個恆星嘅第一份詳細化學報告。透過2025年到2026年嘅一系列觀測，韋伯望遠鏡用佢嘅紅外線儀器對準星際彗星3I/ATLAS，結果揭示咗一種同我哋太陽系任何彗星都完全唔同嘅化學成分。呢批數據係人類史上首次從星際天體攞到嘅中紅外線化學指紋，顯示呢粒彗星主要係由二氧化碳構成，仲首次直接喺星際訪客身上探測到甲烷 。

以二氧化碳為主導嘅彗髮

當韋伯望遠鏡嘅近紅外線光譜儀（NIRSpec）喺2025年8月6日觀測3I/ATLAS嗰陣，佢捕捉到由0.6至5.3微米嘅光譜，顯示粒彗星嘅彗髮——即係環繞核心嘅氣體同塵埃雲——絕大部分都係二氧化碳 。除咗二氧化碳之外，儀器仲探測到水蒸氣、水冰、一氧化碳（CO）同硫化羰（OCS） 。

當中最令人矚目嘅發現，係二氧化碳同水嘅比例。呢個CO₂/H₂O嘅混合比例大約係8:1，係人類喺彗星上記錄到嘅最高值，比太陽系彗星嘅常見數值高出成六個標準差 。舉個例，我哋自家太陽系嘅彗星多數都係水比二氧化碳多好多。相反，一氧化碳同水嘅比例就接近我哋熟悉嘅數值，大約係1.4，顯示呢種二氧化碳爆燈嘅情況唔係所有含碳分子都均勻地增多，而係一個反映彗星起源嘅獨特化學標記 。

星際甲烷首次現身

喺2025年12月嘅後續觀測入面，當時3I/ATLAS開始遠離太陽，韋伯望遠鏡嘅中紅外線儀器（MIRI）就確認咗甲烷氣體（CH₄）嘅存在——呢次係人類首次喺任何星際天體上直接探測到甲烷 。甲烷嘅信號只係喺呢啲較後期嘅觀測中先出現，顯示佢之前可能係被埋喺彗星表面之下，要等到太陽嘅熱力滲透到更深嘅層次先至被釋放出嚟 。

呢粒彗星嘅甲烷含量相對水嚟講高得好驚人，喺太陽系彗星入面好難搵到類似嘅例子 。再加埋嗰個極高嘅二氧化碳含量，呢種甲烷富集嘅情況指向一個同我哋太陽系截然不同嘅形成環境，嗰度嘅碳氧平衡或者熱力歷史非常獨特。

嚟自外星系統嘅古代信使

3I/ATLAS呢啲化學怪異之處並非偶然，佢哋其實係完整噉講緊一個關於彗星出生地嘅故事。高濃度嘅二氧化碳同埋受保護嘅地下甲烷表明，呢粒彗星係喺遠離佢母恆星嘅地方凝結而成，係一個極之寒冷嘅區域，令到二氧化碳同甲烷呢類冰體可以生存同累積落嚟 。呢粒天體睇嚟由形成至今都幾乎冇被改造過，係一件可能有幾十億年歷史嘅原始遺物 。

地面望遠鏡嘅觀測都加多咗一層證據。阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列（ALMA）發現，3I/ATLAS異常富含甲醇（CH₃OH），佢嘅甲醇同氰化氫比例高達70至120——令佢躋身成為有史以來研究過嘅最富甲醇彗星之一 。呢份「有機物清單」，再加埋韋伯望遠鏡探測到嘅甲烷同硫化羰，顯示生命起源前化學反應所需嘅分子構件，喺我哋太陽系以外嘅行星形成盤中可能係相當普遍嘅。

點解對系外行星科學咁重要？

我哋暫時冇辦法親身去另一個行星系統，都冇辦法喺嗰度攞樣本返嚟。因此，好似3I/ATLAS呢類星際天體就顯得特別珍貴：佢哋係建造其他恆星周圍行星嘅原材料嘅免費樣本。韋伯望遠鏡為3I/ATLAS影嘅中紅外線光譜，係所有星際天體入面嘅第一份同類資料，佢提供咗一個直接嘅化學比較，等我哋可以睇下太陽系彗星同喺其他地方形成嘅彗星有咩分別 。

呢啲發現意味住，孕育3I/ATLAS嗰個原行星盤，佢嘅揮發性物質分佈同我哋太陽系嗰個好唔同，好可能係更富含碳冰。呢種化學多樣性同天文學家對各種系外行星系統嘅認識係一致嘅，但3I/ATLAS係第一個以實物形式、類似實驗室測量噉樣，將呢種多樣性呈現喺我哋眼前嘅證據，而呢件實物仲自己飛到嚟我哋門口。

隨住呢粒彗星繼續佢離開太陽系嘅旅程，天文學家正喺度整合嚟自韋伯望遠鏡、ALMA同NASA嘅SPHEREx任務嘅數據，去構建一幅迄今為止最完整嘅星際訪客圖像 。每個數據集都強化緊同一個結論：3I/ATLAS係一粒化學異類，係一段關於遙遠恆星嘅行星形成時代嘅冰封記錄，亦提醒緊我哋，銀河系入面充滿咗由既有熟悉又有陌生成份構成嘅世界。