星際彗星 3I/ATLAS 年齡逼近 120 億歲,母星系恐已不復存在

當星際彗星 3I/ATLAS 以每秒 58 公里的速度闖入太陽系的那一刻,它背後的古老故事開始浮現。這顆彗星的年齡可能接近 120 億歲,比許多已知的恆星系統還要古老。根據最新評估,它的母恆星系統或許早已消失,成為宇宙的孤兒。

表象

2025 年,我們迎來了第 3 位星際訪客——亞特拉斯彗星(3I/ATLAS)。這顆彗星的特點是其相對於太陽的極高行進速度,遠超之前發現的斥候星(Oumuamua)和鮑里索夫彗星(2I/Borisov)。根據理論,星際物體行進速度越快,代表其年齡越老,因為它們經歷了多次引力彈弓效應才達到如此高速。

真相

密西根大學的天文學家 Aster Taylor 和密西根州立大學的天文學家 Darryl Seligman 曾依據 3I/ATLAS 彗星的速度,各自確認彗星年齡介於 30~110 億年之間。最近,NASA 戈達德太空飛行中心的 Martin Cordiner 團隊進一步分析了彗星的同位素組成,發現 3I/ATLAS 彗星的年齡可能接近 120 億歲。

「透過韋伯太空望遠鏡近紅外光譜儀(NIRSpec)測量 3I/ATLAS 的碳-12、碳-13 比例,以及 3I/ATLAS 水分子內氘含量,這些都是推論彗星年齡及起源的重要工具。」

各方角力

研究人員利用韋伯太空望遠鏡的數據,發現 3I/ATLAS 彗星的碳-12 含量遠多於碳-13,甚至比太陽系及周圍的行星形成盤和局部分子雲都多。這表明 3I/ATLAS 絕對不是來自附近的系統。

「碳-13 在星際介質與分子雲的含量會隨時間變高,因此 3I/ATLAS 彗星中碳-13 豐度低,代表它一定於很久以前就形成。」

深層影響

星系演化模型估計,銀河系約 130 億年前形成後經歷了一次星暴,許多恆星迅速演化為紅巨星,然後脫落外層形成行星狀星雲並留下大量白矮星。當白矮星與另一顆恆星綁定為聯星系統,白矮星會竊取伴星大量物質從而引發熱核爆炸,這類新星事件會產生大量碳-13。

考慮到 3I/ATLAS 彗星碳-13 相對碳-12 的比例如此低,但又含有一些重元素,研究人員估算 3I/ATLAS 彗星的年齡介於 100~120 億年。這歲月太過漫長,足以讓大多數恆星走到生命盡頭,孕育亞特拉斯彗星的原始系統基本上不復存在。

未解之問

亞特拉斯彗星就像失去家鄉的宇宙孤兒,帶著百億年前母星系的原始冰雪與塵埃,一路飄泊到我們面前。然而,這顆彗星的真實來歷和其母星系的最終命運仍然是一個未解之謎,引發了科學家們對宇宙早期環境的深入思考。

「這歲月太過漫長,長到足以讓大多數恆星走到生命盡頭,孕育亞特拉斯彗星的原始系統基本上不復存在。」