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星际彗星3I/ATLAS的同位素证据指向其寒冷遥远的起源
Isotopic evidence for a cold and distant origin of 3I/ATLAS
摘要
星际天体为研究系外行星形成过程中的物理和化学条件多样性提供了直接样本。本文报告了星际彗星3I/ATLAS的同位素测量结果，其元素组成与太阳系内任何已知天体均不相同。3I/ATLAS中的水氘含量异常高，D/H = (0.98 ± 0.06)%，比已知彗星高出超过一个数量级。其12C/13C比值范围（CO2为141-191，CO为123-172）也超出了太阳系、邻近星际云和原行星盘中的典型值。这些极端的同位素特征表明其形成于温度≲30 K、金属相对贫乏的环境中。结合银河系化学演化模型，其碳同位素组成暗示3I/ATLAS可能早在120亿年前就已吸积形成，即早期剧烈恒星形成期之后。因此，3I/ATLAS代表了一个古老行星系统的保存碎片。观测使用了JWST NIRSpec积分视场单元（IFU）和ALMA ACA亚毫米波干涉阵列。通过光谱建模、Q曲线分析和最优估计算法，推导了气体产生率、旋转温度以及同位素比值。
实验方法
产品清单
| 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|
| 詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外光谱仪积分视场单元 | JWST | NIRSpec |
| G235H色散元件 | -- | G235H |
| G395H色散器 | -- | G395H |
| 加拿大-法国-夏威夷望远镜 | -- | -- |
| 洛厄尔发现望远镜 | -- | -- |
| 阿帕奇点天文台 | -- | -- |
| 南天体物理研究望远镜 | -- | -- |
| 拉斯昆布雷斯天文台 | -- | -- |
| 夏威夷大学2.2米望远镜 | -- | -- |
| 阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列ACA | ALMA | ACA |
| 7号波段接收器 | -- | Band 7 |