一幅复合图像显示了在星际彗星3I/ATLAS周围观察到的三种不同化学特征的并排地图：从左到右是水、二氧化碳和甲烷。(图像来源: NASA，ESA，CSA，STScI，M. Belyakov（加州理工学院），I. Wong（STScI），图像处理：A. Pagan（STScI）) 甲烷被观察到从彗星3I/ATLAS喷出，标志着对星际物体第一次发现该气体。甲烷相对于水的数量也比我们太阳系中的彗星中通常看到的要大，这进一步凸显了这位星际访客与我们自己宇宙邻域中的物体有多么不同。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）最初在2025年12月15-16日使用其中红外仪器（MIRI）观察了星际彗星，当时3I/ATLAS距离太阳2.05亿英里（3.3亿公里或2.20天文单位）。然而，有两个观察出现了问题，未能获取星导星以使望远镜精确指向。这意味着这两个观察必须在之后的12月27日重复，当时3I/ATLAS距离太阳为2.36亿英里（3.8亿公里或2.54 AU）。恰好，这些重复观察非常幸运。两组观测都在3I/ATLAS于2025年10月29日达到近日点——它距离太阳最近的点——不到两个月后进行。额外的阳光加热了彗星的表面，增加了该彗星的气体喷发量，但随着彗星的远离，气体喷发量开始减少。MIRI检测到在彗星核的大距离处有水蒸气流出，冰粒在彗星的彗发（围绕彗星固体核的气态“氛围”）中蒸发。然而，这就是12月27日观察发挥作用的地方：JWST注意到水蒸气的产生在12月16日至27日之间急剧下降，表明太阳加热正在减弱，更多的水冰保持冻结，特别是因为到那时3I/ATLAS已经越过了“雪线”，即在距离太阳时温度足够低以使水蒸气冻结成冰的距离。“太阳系中的水冰线位于大约2.5AU处，当3I ATLAS接近这些日心距离时……3I的表面和彗发最冷区域的水生产开始关停，”以加州理工学院的马修·贝利亚科夫为首的研究团队在他们的科学论文中写道。“与此同时，由于其蒸气压较低，二氧化碳和甲烷预计将完全激活。”JWST还检测到了二氧化碳气体，甚至还有镍蒸气，验证了之前的观察，并确认3I/ATLAS相对于水蒸气具有惊人的较大二氧化碳丰度。(图像来源: NASA，ESA，CSA，STScI，M. Belyakov（加州理工学院），I. Wong（STScI），图像处理：A. Pagan（STScI）) 不过，最引人注目的是首次检测到甲烷。虽然不是一种稀有气体，但在之前观察到经过太阳系的其他两个星际物体上并未检测到，且只有在3I/ATLAS经过近日点后才变得明显。它出现延迟的原因可能是因为甲烷埋得更深在彗星核中，需要时间让太阳的热量到达这些深度并加热甲烷，足以使其升华并喷发出来。过去这颗彗星可能曾在表面或更接近表面的地方有甲烷，但早已被流失到太空。“这可能意味着3I此前在其诞生的行星系统中经历了一段显著加热的时期，在它被排放到寒冷的星际介质之前，消耗了表层的甲烷，”研究人员写道。“因此，幸存的原始甲烷冰存储在深处，只有在3I通过近日点后热波传播到内部后才完全激活。”他们还指出，甲烷的生产延迟与一氧化碳气体的类似延迟生产相呼应，后者在12月相对于二氧化碳经历了40倍的增加。另一个有趣的方面是，像二氧化碳一样，甲烷在3I/ATLAS中相对于水也有令人惊讶的高丰度。然而，尽管甲烷和二氧化碳与水的比率在我们的太阳系中似乎异常高，但对于3I/ATLAS形成的恒星系统，这可能相当普通，可能在110-120亿年前的时间。该比率表明，3I/ATLAS必定是在与我们太阳系中本土彗星形成的环境有所不同的环境中形成的，具有不同的物理条件和化学成分。这些发现说明了研究星际物体的重要性，因为它们为我们提供了对其他行星形成环境的视角，而这些环境我们Otherwise wouldn't gain insights.