一颗彗星的年龄可能超过100亿年，比我们46亿岁的太阳系还要古老两倍多。这并不是科幻设定，而是针对星际访客3I/ATLAS的最新观测结果。根据NASA戈达德太空飞行中心马丁·科迪纳团队今年早些时候利用韦布空间望远镜（JWST）获取的数据，这颗彗星碳同位素与氘同位素的比值指向它形成于100亿到120亿年前。如今，欧洲南方天文台甚大望远镜上的紫外‑可见阶梯光栅光谱仪（UVES）带来了独立佐证，并且首次揭开了氮同位素背后的线索，让这颗系外“化石”的身世拼图更加清晰。

同位素听起来像教科书里的概念，其实本质很简单：同一种化学元素，只是原子核里的中子数量不同。比如碳‑12有6个质子和6个中子，而碳‑13则多带一个中子；氮‑14各有7个质子和7个中子，氮‑15则含有8个中子。这些微小的差别意味着它们在银河系里是通过不同过程、在不同时间、不同地点形成的。当3I/ATLAS彗星飞向太阳、被加热而释放出气体时，彗发与彗尾中的同位素比例就成了记录它出生环境的天然档案。

打开网易新闻 查看精彩图片

爱丁堡大学天文学家西里尔·奥皮托姆领衔的团队争取到用甚大望远镜观测3I/ATLAS的机会。他们发现，这颗彗星中碳‑12与碳‑13的比值不仅高于太阳系内的任何彗星，也高于本地星际介质中的数值。碳‑13主要是在红巨星内部随着时间逐步丰裕起来的，一种富含碳‑12的同位素特征意味着3I/ATLAS诞生年代极早，当时整个银河系里还没能积累出太多碳‑13。这一结果与韦布望远镜早前的碳同位素测量相互印证，让百亿年年龄的说法站得更稳。

更让研究团队兴奋的是氮同位素的测量。3I/ATLAS彗星中氮‑14与氮‑15的比值，比太阳系彗星测得的值高出两倍多。这种比值特征与年轻恒星周围的行星形成盘外缘环境吻合，暗示这颗星际彗星当初是在其母恒星的原行星盘外围区域形成的，也许就相当于我们太阳系的柯伊伯带。奥皮托姆与合作者——来自比利时列日大学的让·曼弗鲁瓦和达米安·于特塞梅克斯——共同指出，这样的氮同位素指纹把3I/ATLAS的诞生地推向了距离母恒星很远的位置。

奥皮托姆在一份声明中打了个形象的比方：这类星际天体“就像来自遥远行星形成过程的化石，我们却有机会从更近的距离去研究它们。”3I/ATLAS带着数十亿年前另一个恒星系外围的印记闯入太阳系，正在帮人们重建银河系早期行星诞生的图景。从碳同位素树起的年龄标尺，到氮同位素描摹出的边疆原生地，每一组新数据都在为这颗星际彗星的身份档案填补关键一页。