星际彗星3I/ATLAS于2025年至2026年穿越太阳系，多项科学证据表明它比太阳系更古老。
在我们的太阳系中，我们遇到的几乎所有东西都确实起源于太阳系本身。太阳、行星和卫星都源自同一个前太阳星云。小行星带、柯伊伯带和奥尔特云中的物体具有相同的原始起源。但对于起源于太阳系之外的东西来说，情况并非如此。星际彗星3I/ATLAS在2025年穿越我们的太阳系并于2026年离开，它不仅是第三颗被发现的星际起源天体，而且是有史以来直接观测到的进入我们附近的最快、轨道倾角最大、也是最古老的天体。
星际彗星3I/ATLAS穿过太阳系时的轨迹
确定它起源于太阳系之外相对容易，仅轨道力学就可以让我们达到那里。彗星3I/ATLAS被确定在首次进入我们的太阳系时以惊人的每秒58公里的速度移动，这远远太快了，无法用任何引力助推来解释。这一关键信息足以确定这颗天体确实具有星际起源。在已知的三个星际天体中，3I/ATLAS的无穷远速度最大，这意味着它在星际空间中疾驰，并以比Oumuamua或Borisov更大的速度遭遇我们的太阳系。
JWST的NIRSpec仪器观测到的3I/ATLAS光谱集成通量,显示了1.2微米(甲米)下昏迷尘埃的散射光、4.3微米(板b)下的二氧化碳、2.7微米(板块c)的水光,以及4.7微米(板段d)的一氧化碳。
然而，轨迹证据本身是脆弱的。更可靠的判断来自于其物理性质。第一个关键证据是颜色。基于3I/ATLAS严重偏红的颜色，我们可以推断它可能具有相对较大的年龄，甚至比我们太阳系中的奥尔特云天体还要大。
第二个证据是氘。氘是氢的重同位素，其原子核中有一个质子和一个中子。氘既在恒星中创造，也在恒星中毁灭，因为它是一个相对脆弱的原子核。在星系中的丰度随着时间的推移而减少。因此，如果你测量一个星际起源天体中的氘相对于氢的丰度，你就可以确定该天体是比我们的太阳系更年轻、更古老，还是大约相同的年龄。虽然太阳系彗星中氢含量的不到0.1%是由重氢组成的，但3I/ATLAS中氢含量的高达0.98%是由氘组成的，大约比典型的太阳系值大30到50倍。仅此一点不仅表明3I/ATLAS比我们的太阳系更早形成，而且要早得多。
两个太阳系彗星的碳-12与碳-13的误差/不确定性,以及用于对比的星际彗星3I/ATLAS。从二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)光谱测量中,我们可以看到3I/ATLAS相对于太阳系内形成的天体而言,碳13较差,表明其形成环境存在截然不同且更具宇宙性的原始性。
第三个也是最具决定性的证据是碳同位素。银河系化学演化模型显示，碳13相对于碳12随着时间的推移而缓慢积累。如果3I/ATLAS确实比太阳系更古老，那么相对于这里我们自己后院中的碳12，应该存在更少的碳13。正如新的自然研究揭示的那样，对于彗星3I/ATLAS，碳12与碳13的比率显著更高，表明相对于形成的碳12的量，形成的碳13较少。3I/ATLAS不仅比我们自己的太阳系更古老，而且它可能比我们在有记载的历史中近距离遭遇过的任何其它东西都要古老得多。作者指出，强烈增强的氘丰度倾向于低温形成情景，温度在30开尔文或以下，这与大约100到120亿年前恒星形成高峰期的情况一致。
原文：https://bigthink.com/starts-with-a-bang/3i-atlas-older-solar-system/