甚大望远镜(VLT)提供了迄今为止3I/ATLAS最详细的化学肖像，这是第三颗已知穿越太阳系的星际天体。通过ESPRESSO仪器进行的23个夜晚的高分辨率光谱观测，天文学家追踪了彗星的气体发射，从它最接近太阳之前一直到2.45个天文单位之外。
这项被《天文与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)接受发表的研究，是描述这位星际访客系列的第三篇。由Baltasar Luco和Thomas H. Puzia领导的团队，使用ESPRESSO在约14万的光谱分辨能力下，测量了彗星近日点通过期间多种分子种类的发射线。
一颗富含CO2且在太阳附近转变的彗星
最引人注目的发现是彗星化学行为的变化。在较大的日心距离处，3I/ATLAS呈现出CO2主导的彗发。随着它接近太阳且温度升高，化学组成逐渐转向水驱动的脱气。
CO2/H2O比值是彗星挥发性成分的关键指标，在观测期间从约0.06跨越到1.06的广泛范围。这些数值与之前测量的星际彗星2I/Borisov相当，并且与Subaru/HDS和SPHEREx太空望远镜的观测结果一致。
研究团队通过使用公开的Python软件包CometSpec拟合B2Sigma+ – X2Sigma+分子带，测量了氰(CN)的产生速率。近日点前的幂律指数落在太阳系彗星观测到的范围内，表明3I/ATLAS的脱气行为与我们自己邻近区域诞生的彗星没有根本区别。
禁戒氧与延迟升华
来自彗发中亚稳态原子氧的禁戒氧发射线，揭示了一种 unmistakable 的不对称性。绿/红(G/R)通量比从2.4 AU处的约0.42下降到近日点附近的约0.114。分段不对称氧拟合明显优于对称模型，这与预测随着彗核变暖而延迟水冰升华的热惯性模型一致。
这种延迟升华模式是太阳系彗星中已知的现象，表明3I/ATLAS的彗核尽管起源于星际，但与本地彗星共享基本的物理特性。
铁、镍和不断增长的化学清单
VLT/ESPRESSO观测还在彗星的彗发中探测到了原子镍(NiI)和铁(FeI)，增加了在星际天体中识别的重元素清单。近日点后的产生速率针对C2和CH进行了测量，这两种额外的含碳物种有助于约束彗星的整体碳化学。
作者指出，他们的CN测量残差显示出相当大的离散性，这可能是由系统效应或彗发中的物理驱动因素造成的。目前的观测频率无法区分这两种可能性，这表明需要对未来的星际访客进行更频繁的监测。
下一个星际天体的观测框架
除了科学成果之外，研究团队还发布了CometSpec，一个用于彗星光谱灵活荧光建模的公开Python软件包。缩减后的观测数据也已公开，为未来的星际天体监测活动提供了经验参考和方法论框架。
历史上只有三个确认的星际天体，每一个新的数据点都很有价值。3I/ATLAS于2025年7月被发现，已在电磁波谱的各个波段得到深入研究，从日本XRM卫星的X射线到ALMA的射电。VLT/ESPRESSO观测增加了关键的化学细节，将为未来的监测活动设计提供信息，无论是针对下一颗星际彗星还是专门的拦截任务。
婷 翻译