国际科学期刊《天体物理杂志快报》近日发表了中国火星探测器天问一号的最新研究成果：天问一号利用其携带的高分辨率相机，成功对人类已知第三颗星际天体3I/ATLAS进行了多次成像，从火星轨道视角获取了星际彗星尘埃活动的独特信息。作为中国首次火星探测的成功范例，天问一号任务有哪些进展？“星际来客”3I/ATLAS又有何特别？研究星际天体将给未来深空探测任务找到什么关键线索？我们请中国科普作家协会会员雷淼来说说。

（1）3I是颗可能比太阳系还老的“脏雪球”

2025年7月1日，小行星撞地预警系统（ATLAS）智利站发现，在巨蛇座与人马座边界有一个暗淡光点正在穿行璀璨的银河。后续观测确认，这个光点是一颗小行星或彗星之类的小天体，它已越过木星轨道，朝着火星轨道内的太阳系中心区域飞来。其速度十分惊人，高达每秒61公里，甚至一度超过了每秒68公里。这颗小天体被命名为3I/ATLAS，ATLAS指发现它的小行星撞地预警系统，I代表星际空间，3则表示这是目前已确认进入太阳系的第三颗星际天体。为了便于表述，下文中将其简称为3I。

科学家认为，3I是一颗彗星，很可能形成于银河系中心的古老恒星周围，年龄30亿年至110亿年，甚至可能比太阳系更古老。它是探索系外行星成分、演化及恒星历史的稀有样本，具有重要科学意义。

但观测3I很有难度，因为从地球上看，它与太阳几乎同方向，白天无法观测。于是，科学家换了一个思路：3I抵达近日点之前会掠过火星，为何不让布置在火星周围的航天器试试呢？2025年10月初，在3I飞掠火星期间，中国天问一号从绕火星轨道成功对其进行了3次成像观测。美国航空航天局的火星勘测轨道飞行器（MRO）、欧洲空间局的痕量气体轨道器（TGO）及前往木星途中的冰质木卫探测器（JUICE）也进行了观测，共同丰富了人类对这颗“星际访客”的认识。

（2）在火星轨道上对彗星“立体透视”

此次天问一号关于3I的最新研究成果，由中国科学院国家天文台联合天问一号任务团队、中山大学、澳门科技大学、上海天文台、智利迭戈波塔莱斯大学等多家机构共同完成。那么，这一备受瞩目的发现到底有什么价值呢？

3I的运行轨迹与太阳系行星的轨道面有个明显的夹角。假如把太阳系比作大海，各大行星都在海面游动，那么3I就像跃出海面的一头鲸，在空中画条弧线后又潜入了水下。在远处看鲸，只能看到侧面剪影；而在鲸的下方抬头看，则能看到鲸的另一面。地球和火星的配合，正好帮人类完成了这次“立体透视”。

2025年9月30日至10月3日，天问一号利用高分辨率相机，从与3I轨道面呈35度至45度的视角，对它完成了3次高精度成像观测，共拍摄57幅照片。这些观测间隔紧凑，捕捉到了3I在不同方位的形态变化，从火星轨道视角获取了星际天体尘埃活动的独特信息，为全球科学家提供了宝贵的第一手观测数据。

值得注意的是，此前国际上已有一些研究基于其他观测数据，在3I的彗发中探测到多条尘埃喷流结构，但天问一号的观测图像中并未发现任何喷流特征。这一结果提示：那些被认为是“喷流”的结构，可能是特定视角下的投影效应（好比从特定角度拍照，会让路灯看起来像是长在头顶一样）或图像处理过程中的人为增强。天问一号的观测结果提醒人们，对于形态复杂且快速变化的天体，单一视角的数据可能存在局限性，多视角交叉验证至关重要。

研究团队发现，3I与史上第二颗已知星际天体2I/Borisov（鲍里索夫彗星）在尘埃粒径分布和喷射速度上相似，驱动尘埃活动的气体成分很可能以水冰为主。这些发现不仅量化了3I的物理特性，也为理解星际彗星的形成环境和演化历史提供了重要线索。

（3）研究星际天体助力深空探测

从3I的命名可知，截至目前，人类真正确认的“星际来客”仅有3位。它们像偶尔敲响太阳系家门的稀客，每次出现都弥足珍贵。为什么研究它们如此重要？因为这些星际天体是来自其他恒星系统的“天然样本”，携带着母恒星系统形成时的原始信息，是任何天文望远镜都无法直接触及的遥远世界。

从第一位“星际来客”1I（奥陌陌）、2I（鲍里索夫）和如今的3I，科学家得以直接对比太阳系内天体与太阳系外天体的差异，探索其他行星系统的诞生过程、星际介质中的挥发物和有机成分，甚至能反推太阳系早期是否经历过类似的物质交换。这些罕见的“星际来客”如同漂流瓶，为人类打开了窥探行星系统多样性的窗口，也在为回答“我们在宇宙中是否孤独”的终极问题积累线索。

天问一号对3I的观测，是我国首次基于深空的星际天体成像研究，展现了中国深空探测器在行星际目标观测上的能力。它克服了目标小、亮度低、速度快等极端挑战，以高分辨率、独特视角填补了地面和近地观测的空白，为星际天体研究贡献了中国数据和中国方案。

“天问”是中国行星探测任务的系列名称：天问一号探测火星，天问二号探测小行星与彗星，天问三号将开展火星取样返回，天问四号计划奔赴木星及天王星。作为天问一号的拓展任务，这次观测充分证明了环绕器的稳定性和灵活性，为即将抵达首站的天问二号小行星探测任务提供了宝贵的借鉴价值。

（供图：视觉中国）

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