美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了星际物体的第一次中红外化学指纹，为彗星3I/ATLAS在其远离太阳的过程中提供了新的成分见解。这些发现最近发表在《天体物理学期刊快报》中。研究人员在彗星经过其离太阳的最近点后，利用韦伯的中红外仪器（MIRI）进行了两次观测会话。第一次观测发生在12月15日和16日，当时3I/ATLAS距离太阳约2.05亿英里（3.29亿公里）。第二轮观测在12月27日进行，彗星距离太阳约2.36亿英里（3.79亿公里）。 韦伯在星际彗星上探测到甲烷 对于科学家们来说，这是第一次直接识别出星际访客中的甲烷气体。甲烷是一种极为挥发的物质，可以迅速从固态冰变为气体。它在彗星接近太阳后才出现，表明甲烷可能埋藏在彗星表面之下。研究小组表示，彗星的上层可能在太阳加热深入冰冷内部之前屏蔽了甲烷冰。与水相比，甲烷的比例也让研究人员感到惊讶。这个比例远高于我们太阳系彗星中通常观察到的，只有少数已知示例显示出类似的特征。 二氧化碳异常丰富 观测还确认了3I/ATLAS的另一个不寻常特征。相比水，这颗彗星释放出异常大量的二氧化碳，远远超过太阳系彗星中常见的水平。甲烷和二氧化碳的测量结果表明，3I/ATLAS的形成历史与大多数起源于我们太阳的彗星有显著不同。这些结果表明，3I/ATLAS是在与我们太阳的化学环境截然不同的环境中形成的，然后才开始它的星际旅行。 随着彗星远离太阳，气体生产下降 韦伯还跟踪了彗星在远离太阳时活动的变化。科学家观察到气体生产的急剧下降，其中水显示出最陡峭的减少。随着彗星接收的太阳能减少，这种行为是可以预料的。当温度下降时，来自表面和近表层的冰蒸发变少。水的挥发性低于甲烷或二氧化碳，这意味着当彗星降温时，它的气体生产会更快地停止。 韦伯如何测量彗星的化学成分 观测使用了MIRI的中分辨率光谱仪，这是一种将红外光分解为其单独波长的仪器。通过分析那些波长，研究人员可以确定哪些气体存在。该光谱仪还充当了一个积分场单元，允许科学家在小天空区域的每个位置获取光谱。这一能力使得团队不仅能够识别围绕彗星核的气体，还能绘制这些气体如何分布在物体周围。