近幾年還真熱鬧,繼 2017 年的奧陌陌 (Oumuamua),和 2019 年的鮑里索夫彗星 (2I/Borisov) 之後,NASA 宣布證實發現了第三個來自太陽系以外星際空間的天體正穿越太陽系,正朝內太陽系飛馳而來,目前距離地球 6.7 億公里遠,預計十月底抵達近日點。

2025 年 7 月 1 日,位於智利 (Rio Hurtado, Chile) 的小行星陸地撞擊持續報警系統(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, ATLAS)首次報告從六月 25~29 日收集的數據中,發現來自太陽系以外、射手座 (Sagittarius) 方向的天體觀察結果,其構成成分主要為冰而非岩石,因此天文學家就判定它是一顆彗星,並正式命名 3I/Atlas。

天文學界表示,七月初發現的這顆 3I/ATLAS 彗星,絕對是今年最重要的天文發現,因為到現在為止,天文學上已發現了兩位星際訪客,是繼 2017 年,引人遐思的 400 公尺長條狀小行星奧陌陌 (1I/Oumuamua),以及 2019 年的直徑約三公里的鮑里索夫彗星 (2I/Borisov) 之後,3I/Atlas 成為史上第三個被確認為來自太陽系外的星際天體。

可惜發現奧陌陌的時候已錯過最佳觀測時機,這也使得它充滿謎團,包括它的形狀之謎、材質之謎,與它為何可以擺脫太陽引力自行加速離開?這些已無法找到答案,更衍生出各種猜想,甚至美國理論天文學家 Avi Loeb 認為它有可能是外星文明的太空船,只可惜奧陌陌早已經走了,我們再也無法證明什麼!

之後,天文學界強化了自己的搜索能力,比如 ALTAS 的小行星陸地撞擊持續報警系統,就更專心於追查速度不尋常的微小天體,終於在今年又發現了第三個星際訪客 —— 3I/ATLAS。

自 ATLAS 第一份發現報告以來,研究人員從全球三台不同的 ATLAS 望遠鏡,以及位於加州聖地牙哥帕洛瑪天文台 (Palomar Observatory near San Diego, California) 的茲維基瞬態設施 (Zwicky Transient Facility, ZTF) 的檔案中,都找到了在發現 3I/Atlas 之前的觀測數據,這些「發現前」的觀測數據可以追溯到 6 月 14 日。

自從該天體首次被報導以來,許多監測望遠鏡都報告了進一步的觀測結果,目前 3I/ATLAS 距離太陽約 4.5 AU〔約 6.7 億公里〕,位於木星 (Jupiter) 附近,並以每秒 59 公里的驚人速度朝內太陽系飛來。預計於 2025 年 10 月 30 日左右最接近太陽,屆時距離太陽約 1.4 AU〔約 2.1 億公里〕,恰好位於火星 (Mars) 軌道內。

天文學家表示這顆 3I/Atlas 至少會保持在 1.6 AU〔約 2.4 億公里〕的距離,不會對地球造成任何威脅。

2I/Borisov

自從七月初發現 3I/ATLAS 被發現以來,世界各地的天文學家都爭相研究這顆星際訪客的大小和物理特性,已經進行了百多次觀測,初步報告顯示已確定 3I/ATLAS 含有水冰,核心周圍有一團氣體和塵埃雲,而且越接近太陽就開始噴發彗尾,是一顆彗星,但這不代表它就很普通,因為進一步的研究表明,它可能是我們發現過最古老的星際物體。

NASA 近地天體研究中心(Center for Near Earth Object Studies. CNEOS)主任 Paul Chodas 表示,3I/Atlas 極可能源自其他的恆星系統,但要從一個恆星鄰域移動到另一個恆星鄰域隨時需要數百萬年以至上億年,因此這個天體很可能已經在太空中旅行了數億年,甚至數十億年,所以已無法確定它來自哪顆恆星,它的年齡可能比我們的太陽還要古老。

牛津大學 (University of Oxford) 天文學教授 Matthew Hopkins 的研究團隊也認為,初步估算 3I/ATLAS 大約有七十億年歷史,而我們的太陽約四十六億年,意味著這顆彗星比太陽還要老約三十億年。

Hopkins 教授表示:「即使我們已知的普通彗星,例如著名的哈雷彗星 (1P/Halley),其實是與的太陽系同時形成,因此它們的年齡亦已達四十六億年。但 3I/ATLAS 還得花數以十億年的時間穿越深空宇宙而來,所以它的年齡可能比太陽要大得多。在目前已知的星際訪客中,我們的統計方法表明,這顆彗星很可能是我們見過的最古老的星際天體。」

Oumuamua 想像圖

但到底天文學家是如何判定天體是來自系外星際的呢?以 3I/ATLAS 為例,根據 3I/ATLAS 運行的軌跡來推算,這顆彗星沿著一條高度雙曲線的軌道運行,而它的運行速度也極為罕見,速度快得有點不尋常,速度約 58 公里/秒,要知道只需 16.7 公里/秒就能擺脫太陽引力,這意味著它不受太陽引力的束縛,是位擦身而過後就再也不回頭的過客。

為什麼這樣說?由於 3i/Atlas 移動軌跡相當筆直,軌道偏心率達到驚人的 6.2,具體來說,任何偏心率大於 1 的天體,其軌道就不會繞著太陽運行,也就意味著它來自星際空間,並且最終會離開。

軌道偏心率達到 6.2 有多奇怪呢?首位星際訪客,也就是先前提到充滿謎團的奧陌陌,它的軌道偏心率約為 1.2;至於第二位星際訪客鮑里索夫彗星,軌道偏心率則為 3.6。而且 3I/ATLAS 的速度遠遠超過了前兩者,所以更不可能源自太陽系內。

根據亮度來看,3I/ATLAS 似乎比前兩顆星際訪客體積更大,直徑可能有二十至四十公里,寬度卻不足一公里 ......形狀跟奧陌陌相似?!而且速度更快,也來自不同的方向。雖然無法確定來自哪顆恆星,但猜測應該更靠近銀河系 (The Milky Way Galaxy) 中心

Hopkins 教授和研究團隊按照它的軌道推測,3I/ATLAS 有可能來自銀河系的「厚盤」〔意指包括銀河系在內的約三分之二所有盤狀星系的結構組成部分之一〕。那是我們銀河系中最古老的恆星組成的帶狀結構,而我們太陽系於形成較晚的「薄盤」的邊緣位置。

Hopkins 教授認為:「如果 3I/ATLAS 起源於銀河系厚厚的恆星盤,並因此曾經圍繞過一顆古老的恆星而形成,那麼它將告訴我們銀河系原物質的主要成分。」

隨著 3I/ATLAS 越來越接近太陽,它的溫度會越來越高,封凍幾十億的冰會變成氣體而檡放,形成彗髮以及明亮的彗尾。而研究團隊就有機會透過光譜儀來分析彗星水氣中的成分。

目前,3I/ATLAS 相信到九月前仍能被地面望遠鏡觀測到,但之後它會因為太接近太陽而變得難以觀測,預計要到十二月初重新出現在太陽的另一側才能再度觀測。

3I-ATLAS 進入太陽系的軌道

在短短八年內就相繼來了三位星際訪客,而且一顆比一顆大,雖然可能只是出於偶然,但已令我不禁聯想到科幻小說《三體》裏的跨維度人工智能機械人「智子」,因為那充滿謎團的奧陌陌,不論軌道、形狀及離開時會「加速」都實在詭異,跟我們過去所認知的小行星都不太一樣!鮑里索夫彗星則含極豐富一氧化碳,而且純淨得好像不受環境影響,仿彿進入太陽系之前並沒有去過其他地方似的!?

雖然加州大學 (University of California) 與康乃爾大學 (Cornell University) 的研究團隊曾認為,奧陌陌加速源於物體內部「分子氫」的釋放,太陽的熱力會迫使困在冰內的氣泡以扇形噴霧形式釋放氣體,產生猶如噴射效果的微小推力,又因為奧陌陌體積細小,所以難以發現「彗尾」。但天文學界認為沒有足夠證據顯示奧陌陌有水或冰,理論純屬假設。

到底這兩位星際訪客怱怱到訪,擦身而過後就再也不回的訪客,是真的來自遠方星系的自然天體,還是如那位理論天文學家所言,是偽裝成然天體的外星文明太空船?而幾年內又再有更大型的第三位不速之客到訪,人類真的被外星文明盯上了嗎?不知道,一切只能留待時間去證明,只希望不是懷著惡意的文明就好了!

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