科学家为何对新发现的星际彗星3I/ATLAS感到兴奋(观点文章)

图表显示了新发现的星际彗星3I/ATLAS穿过我们太阳系的预计路径。 (图片来源:NASA/JPL-Caltech)

是密歇根大学安娜堡分校天文学和天体物理学博士候选人,也是2023年范妮和约翰·赫兹基金会研究员。

是密歇根州立大学的国家科学基金会天文学和天体物理学博士后研究员/物理学和天文学助理教授。

,这是已知第三个穿过太阳系的星际物体。 这项发现将产生重大的科学影响,有助于我们了解太阳系如何在整个星系的演化过程中形成和演变。 3I/ATLAS的出现也恰逢其时,鉴于最近 的出现以及关于空间科学资金的持续艰难讨论。 在未来几个月和几年里,3I/ATLAS的科学和文化影响将成为天文学可以学到什么以及为什么重要的一个范例。

直到最近,人类才发现了两个星际物体—— 和 。 臭名昭著的是,“Oumuamua表现出 没有尘埃彗发,这一点至今尚未得到很好的理解。 不幸的是,'Oumuamua只有在它接近太阳后才被探测到,而且很快就变得无法探测到。 因此,关于这个物体的数据很少。 与此同时,2I/Borisov是一个非常传统的 ,尽管它是一个太阳系外的。 虽然我们对Borisov的了解更多,但一个可理解物体和一个奇怪物体的样本不足以提供任何有意义的结论。 在这种背景下,3I/ATLAS的探测是一个很大的进步——第三个物体的探测使样本量增加了50%,并且考虑到'Oumuamua的奇怪性,它有效地使可理解物体的样本量翻了一番。

即使3I/ATLAS是最近才发现的,观测已经开始阐明星际物体的分布。 由于3I/ATLAS似乎是一颗彗星,就像2I/Borisov一样,我们可以确定彗星状的星际物体比像'Oumuamua这样的异国物体更常见。 此外,3I相对于 的速度过剩接近60公里/秒(134,000英里/小时)。 由于星系的引力倾向于随着时间的推移加速物体,因此该速度表明ATLAS比'Oumuamua或Borisov都古老——大约有3-110亿年的历史。 仅这一事实就告诉我们,星际物体是在星系生命周期相对较早的时候产生的,很可能与 一起产生。 我们甚至可以开始确定这些物体的分布,并推断出一定已经将它们抛入 的,仍然看不见的行星的数量。

而且这还不是全部。 即使3I/ATLAS是在不到一周前发现的,它也将会在接下来的几个月里被观测到。 天文学的伟大仪器,例如 和 ,预计将揭示其大小、组成、自旋,以及它第一次如何对加热做出反应。 随着时间的推移,将会有更多的数据进来,我们将揭开3I的谜团,并对遥远行星系统的运作方式获得新的见解。

这是一个快乐的巧合,也是一个有力的教训,3I/ATLAS是在维拉·C·鲁宾天文台上线不到一周后被发现的,尽管鲁宾并没有发现这个物体。 在鲁宾最初的10个小时的观测中,它发现了超过 ,并且预计会发现更多像3I一样的星际物体。 随着我们星际物体目录的增长,我们将对这些系外行星系统产物获得越来越多的见解。 随着鲁宾发现这些物体,我们从对3I的观测中学到的经验教训将使我们能够更有效地利用我们的科学能力来了解这些访客。

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