夏威夷茂纳基亚双子座多天体光谱仪（GMOS）捕获的星际彗星3I/ATLAS。图：国际双子座天文台

在 2025 年 10 月底，3I/ATLAS（来自星际空间的彗星）飞过太阳，成为自 1977 年首次观测到“‘Oumuamua”以来，第三颗被确认的星际访客。与 2017 年短暂飞越时几乎一无所获的“‘奥陌陌”，以及 2019 年出现的 2I/鲍里索夫 不同，最近的这位星际旅客正好在最佳时机抵达，方便进行详尽研究。

太阳与日球层观测台（SOHO，Solar and Heliosphere Observatory）已经在距离地球 150 万公里的轨道位置上近 30 年持续注视太阳。然而，SOHO 搭载的相机 SWAN 并不是为了观察太阳而设计的。它的使命是监测氢原子发出的特定波长的紫外光，进而绘制整个太阳系中氢散射的全景图。

在 3I/ATLAS 到达近日点（10 月 30 日）后九天，SWAN 便检测到围绕彗星的独特氢光晕。并非普通氢，而是当阳光照射在彗核喷射出的水分子上时，它们被分解，释放出氢原子，随后在紫外线中发光。通过测量这道光，天文学家即可倒推彗星产生水的速率。

在 arXiv 上发布的测量结果令人惊讶：在 11 月 6 日，彗星已远离太阳 1.4 天文单位（AU）时，每秒产生 3.17 × 10²⁹ 个水分子——即 3.17 之后跟着 27 个零。换言之，想象每隔几秒钟就灌满一个奥运泳池，你就能直观地感受到这颗相对较小的冰核产生水的规模。

这些观测的价值尤在于时机。对 3I/ATLAS 的大部分研究都发生在近日点之前，即彗星逼近太阳并开始升温时。SWAN 的观测则捕捉了彗星远离太阳后、活动开始衰减的过程。接下来数周内，水产生速率稳步下降，到 12 月初（距近日点约 40 天）降至每秒 1–2 万亿个分子。

这种下降模式与我们熟悉的太阳系彗星行为相符：彗星远离太阳时，升温降低，核表面冰的升华量减少，活动随之减弱。3I/ATLAS 的表现表明，尽管它可能在星际空间漂流了数百万年，但在本质上与我们太阳系远古时期形成的冰体并无根本区别。

测量水产生速率的方法已被证实相当可靠。该方法最初在二十多年前开发，并通过观测 90 多个不同彗星的亮相不断完善。它将 SWAN 的氢测量与日常太阳紫外输出读数、以及对太阳自转的校正相结合。每一步都至关重要，因为荧光速率取决于太阳在任何时刻发出的紫外光量。

对于 3I/ATLAS，这些测量不仅满足好奇心，还能让我们了解它在另一颗恒星周围的行星系统中所处的环境。通过研究其成分与行为，可以与我们自己的太阳系形成历史进行比较，从而更好地理解银河系中行星系统的多样性。

彗星的高水产生速率也引发了关于其核尺寸与表面活跃度的有趣问题。根据哈勃太空望远镜观测，核直径介于 440 米至 5.6 公里之间。如果水直接从表面升华，那么相当大比例（约 20%）的表面必须是活跃的，这远高于大多数太阳系彗星仅 3%–5% 的活跃率。

3I/ATLAS 现已离开我们太阳系，继续在星际空间流浪数千年，最终将接近另一颗恒星。得益于 SWAN 及其他观测仪器的细致记录，我们在它短暂停留期间得到了这位来自深空使者的详细快照。

勇编撰自论文"Water Production of Interstellar Comet 3I/ATLAS from SOHO/SWAN Observations after Perihelion".arXiv.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。