这幅艺术家的想象比较了星际彗星3I/ATLAS（左）和地球（右）的半重水含量。插图展示了氘水（HDO）分子的相对丰度，显示3I/ATLAS所含的HDO含量是地球海洋中的30多倍。这一较高的比例表明彗星形成于极其寒冷的环境，与塑造我们太阳系的条件截然不同。图片来源：NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss
新观测揭示星际彗星 3I/ATLAS 具备惊人半重水丰度 —— 首次在星际物体中测定氘化水与普通水的相对丰度
科学家利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）发现，星际彗星 3I/ATLAS 的半重水（HDO）与普通水（H₂O）之比异常高，表明其起源星系的形成环境远比我们太阳系更为寒冷。该研究结果已发表在《Nature Astronomy》上。
早期 ALMA 观测与发现密歇根大学团队，以博士生 Luis E. Salazar Manzano 为首，协同副教授 Teresa Paneque‑Carreño，凭借 ALMA 的阿塔卡玛紧凑阵列（ACA）在 3I/ATLAS 近日距太阳最近的六天内完成首次观测。
“我们的新观测显示，导致我们太阳系形成的条件与银河系不同地区行星系统演化的条件截然不同。”
—— Salazar Manzano
3I/ATLAS 已被多台望远镜和仪器观测，但 Paneque‑Carreño 强调 ALMA 的独特贡献。
“大多数仪器无法对准太阳，而像 ALMA 这样的射频望远镜可以。我们能在彗星近日点后数日内观察到它，当它刚从太阳后方穿出时，得到了其他仪器无法提供的分子约束。”
—— Paneque‑Carreño
彗星常被称为“脏雪球”，因其水含量高。水分子携带了彗星形成环境的冻结信息。除普通水（H₂O）外，彗星还含有氘化水（HDO）——一种含有氘（额外中子的氢）与氧的“半重水”。
在太阳系彗星中，半重水与普通水的比值约为 1 : 10,000。
在地球海洋中，氘化水比例更低。
氘化水的丰度由彗星形成时的温度与辐射条件决定。鉴于其检测难度，ALMA 的卓越灵敏度使得此次测量成为可能。
极高的氘化水丰度对 3I/ATLAS 的 HDO/H₂O 比值测定显示，丰度超过太阳系彗星的 30 倍，且超过地球海洋的 40 倍。Salazar Manzano 解释道：
“我们现在知道，3I/ATLAS 所来自的星系中的气体云在形成恒星和行星时极为寒冷，其条件与我们太阳系及本地彗星的形成环境大相径庭。”
此外，氘化水与普通水的比值提供了独一无二的基础洞察，超越了对星际彗星中更复杂分子的发现，因为氘与氢的丰度在大爆炸时就已确定。
对更寒冷源星系的线索Salazar Manzano 进一步指出：
“导致氘化水富集的化学过程对温度极其敏感，通常需要低于约 30 K（约 ‑406 °F）的环境。”
3I/ATLAS 的 HDO/H₂O 比值相较大爆炸值被显著增强，表明其起源星系在形成与保留过程中处于比我们太阳系更低的温度与特定辐射条件下。
Paneque‑Carreño 补充道：
“每颗星际彗星都携带一丝它的历史——来自外部的化石。我们尚不确切知道它们来自何处，但利用 ALMA 这类仪器，我们可以开始了解那里的条件，并将其与我们自己的系统进行比较。”
勇编撰自论文"Water D/H in 3I/ATLAS as a probe of formation conditions in another planetary system".Nature Astronomy.2026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。