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本月初，一颗来自太阳系外的星际天体以极快的速度闯入太阳系，当它穿过木星轨道时被地面大型望远镜捕捉到，引起全球天文学家的广泛关注。这是目前已知造访太阳系的第三位“星际访客”，已被国际天文学联合会小行星中心正式命名为3I/ATLAS。
这位“星际访客”如何被发现？
2025年7月1日，位于智利的小行星撞击地球末端预警系统（ATLAS）的巡天望远镜首次确认观测到这位“星际访客”并向国际天文学联合会小行星中心报告了观测结果。这个迄今为止第三个被确认造访太阳系的星际天体最初被赋予了一个临时编号A11pI3Z。此后各国天文学家陆续通过大型光学望远镜观测到它正以极快的速度在太阳系内疾驰。它被发现时位于人马座方向，星等约18等。自第一份观测报告发布后，此后全球天文学家开始查阅此前一段时间的观测数据，尝试回溯该天体的运行轨迹。
7月1日3I/ATLAS观测图像
图源：ATLAS/ NASA
“星际访客”如何命名？
根据此前的观测数据发现它的踪迹可以回溯至6月14日。自首次报告后，全球各地的望远镜纷纷对该天体进一步观测并加以证实。7月2日国际天文学联合会发布通告命名了这颗星际天体，编号3I/ATLAS。前缀字母“I”代表“星际（Interstellar）”，表示该天体来自太阳系之外，数字“3”表示它是第三颗被确认的星际天体，而“ATLAS”表示发现该天体的观测设备，即近地小行星撞击地球末端预警系统（ATLAS）的巡天望远镜。
IAU小行星中心发布关于3I/ATLAS的通告
图源：MPC
除了3I/ATLAS这个名字之外，这位“星际访客”同时还有另一个名字C/2025 N1(ATLAS)，看到这个名字大家也许有种似曾相识的感觉。没错，那就是去年10月接近地球的大彗星：紫金山-阿特拉斯彗星，编号C/2023 A3（Tsuchinshan-ATLAS）。他们有着相同的首字母C，在彗星命名规则中，C表示非周期彗星，这类彗星的轨道为抛物线或双曲线。它们穿越太阳系内部后就会逃离太阳系。以紫金山-阿特拉斯彗星为例，2023 A3表示这颗彗星是在2023年1月上半月发现的，A表示1月上半月，3表示同一时间段发现的第三颗此类天体。除此之外，前缀字母还有P、X、D、A。P表示周期彗星；X表示无法计算出轨道的彗星；D表示不再存在或者被认为已经消失的周期性彗星；A表示被错误归类为彗星，但其实是小行星的天体。
彗星编号命名规则
图源：作者
如何确认其来自星际空间？
天文学家之所以将3I/ATLAS归类为星际天体，是因为它的轨道路径呈现出偏心率较高的双曲线形状，其偏心率达到6.2。这种双曲线轨道与普通太阳系内天体的轨道不同，太阳系内天体的轨道通常是近圆形或椭圆形。
这里需要提及轨道偏心率这个概念，轨道偏心率是天体力学中用于描述天体运行轨道形状的重要参数，其数学定义为轨道椭圆焦点到中心的距离与半长径之比，即半焦距与半长径的比值。假设半长径a=8，半焦距c=6，可知偏心率e=c/a=6/8=0.75。
椭圆轨道示意图
图源：Lynchpin
太阳系内行星的轨道偏心率通常都在1以内，这类轨道是一条闭合的曲线，天体由于受太阳的引力束缚，从而绕太阳运行。当偏心率接近0时，轨道长轴与短轴长度趋近相等，表示轨道越接近正圆。偏心率在0~1之间，表示椭圆形轨道。偏心率越接近1，表示轨道越扁而长，但仍然受太阳的引力束缚。当偏心率等于1时，表示轨道为抛物线。当偏心率超过1时，天体的轨道将会是双曲线轨道，这意味着天体不受太阳的引力束缚，无法绕太阳运行。换句话说，3I/ATLAS不遵循围绕太阳的封闭轨道的路径，因此它来自太阳系以外，它可能已在星际空间漂流数百万年。此前发现的“奥陌陌”也是这类双曲线轨道，轨道偏心率为1.2。而3I/ATLAS比“奥陌陌”的轨道更极端。
哈雷彗星轨道示意图
图源：ESA
同时该天体正以超过60公里/秒的速度在太阳系内疾驰。我们拿第三宇宙速度来做比较，即脱离太阳引力所需的最低速度约为16.7公里/秒。很明显这位“星际访客”的速度已经远超第三宇宙速度，所以它不会被太阳系内任何天体捕获。
3I/ATLAS轨道示意图
图源：NASA/JPL-Caltech
三位“星际访客”的身份
星际天体“奥陌陌”艺术画
图源：NASA
在3I/ATLAS之前，天文学家只记录到两个来自星际空间的天体。首个“星际访客”是发现于2017年10月的雪茄状长条形天体“奥陌陌”（'Oumuamua），在夏威夷语中“奥陌陌”意思是来自远方的使者。它最初被归类为非周期彗星，编号C/2017 U1。由于它没有显示出彗发的迹象，之后被重新归类为岩石类小天体，编号A/2017 U1。随着“奥陌陌”被确认来自太阳系之外后，国际天文学联合会为这颗星际天体创建了新的类别I，将该天体的官方编号定为1I/2017 U1（'Oumuamua）。
哈勃望远镜拍摄到的鲍里索夫2I/Borisov
图源：NASA，ESA and D.Jewitt（UCLA）
2019年发现的星际天体2I/Borisov是目前已知造访太阳系的第二个“星际访客”，由乌克兰业余天文学家根纳迪·鲍里索夫发现。此后通过对其跟踪观测和分析确认该天体靠近太阳时带有明显的彗发和彗尾，它最终被确认是一颗星际彗星。
2I/Borisov轨道示意图
图源：ESA
星际天体的档案
目前，全球天文学家正在研究第三位 “星际访客”的大小和物理性质。它的大小尚未完全确定，但从最新观测数据中可以看出它具有一定的彗星特征和微弱的彗发活动。因此天文学家倾向将其归类为彗星，而非小行星。3I/ATLAS被发现时，距离太阳约6.7亿公里，约4.5个天文单位（AU），位于木星轨道以内，亮度约18等。按照小行星的亮度来推测其大小在10公里~20公里，可能是迄今为止闯入太阳系的最大星际天体。
7月2日3I/ATLAS观测图像
图源：ESA
星际天体自身不会发光，主要是反射来自恒星的光，如果该天体富含冰类物质，由于冰的反射率比岩石更高，那么它的个头可能会比推测的更小。从7月8日甚大望远镜（VLT）拍摄的堆叠图像可以看出它具有微弱的彗星特征。根据推算的轨道参数，预计10月下旬3I/ATLAS将达到近日点并从火星轨道内侧飞过。但它不会对地球构成威胁并将保持至少2.4亿公里的距离。它将在未来几年逐渐远离太阳系，最终重返星际空间。
7月8日甚大望远镜拍摄的3I/ATLAS堆叠图像
图源：ESO/VLT
相信随着观测资料的增加，科学家对星际天体3I/ATLAS的认识将更加全面，对位于太阳系外的彗星起源也会有更多的理解和认识。不论是1I/’Oumuamua、2I/Borisov、3I/ATLAS或者未来的某个“闯入者”，每一个新的“星际访客”都在提醒我们，它是广阔而充满未知的宇宙中的一部分。然而对于太阳系，它只是一位“匆匆过客”。
责任编辑：陈筱妍
审核：毛迪 王晨郁
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