星际彗星3I/ATLAS在X射线下发光，它可能隐藏着我们从未见过的气体
星际彗星3I/ATLAS在X射线下发光，它可能隐藏着我们从未见过的气体。图片来源：ESA/XMM-Newton/C. Lisse、S. Cabot 及 XMM ISO 团队
（蜘蛛网eeook.com）据今日科学新闻：在十二月的一段宁静时空里，一些罕见的东西从人类好奇心的工具间悄然飘过。来自太阳系外的星际彗星3I/ATLAS经过欧洲航天局X射线天文台XMM-Newton正在观测的区域。12月3日，航天器将注意力转向这位访客，并与其停留约20小时，耐心收集人眼无法察觉的光线。
当时，彗星距离航天器约2.82亿至2.85亿公里。距离并没有让这一刻变得黯淡。相反，它让它变得更锋利。这是一个并非围绕太阳诞生的物体，在穿越行星、尘埃和太阳风交汇的领域时，在X射线下微微发光。这一观察不仅仅是技术上的成就。这是人类与真正异域之间静谧的邂逅。
看见无形的望远镜
XMM-Newton使用其欧洲光子成像相机EPIC-pn完成了这一观测，这是航天器上灵敏度最高的X射线相机。这台相机并不像我们的眼睛那样看到光。它记录穿透黑暗的能量信号，揭示光学视线中隐藏的过程。
当天文学家观察这张图像时，他们看到一种微妙但无可误认的光芒。照片中，蓝色标记了空无一物的空间，X射线极少，而红色则突出了彗星的X射线发射。彗星没有像星星那样闪耀。它低声呢喃，存在通过无形碰撞释放的微弱能量追踪。
这道光芒并不令人意外。天文学家们早有预料。他们知道，当彗星流出的气体分子与太阳风碰撞时，会产生X射线。然而，期待并不能抹去惊奇。看到理论直接写入天空仍然具有情感分量，尤其是当涉及的物体来自太阳系之外时。
当太阳风遇见外星气体
XMM-牛顿探测到的X射线是运动中产生的。气体分子从彗星向外流动，遇到太阳风，即一股带电粒子流穿越太空。当它们碰撞时，能量交换，释放出X射线。
这些X射线可能来自与水蒸气、二氧化碳或一氧化碳等气体的相互作用。这些气体已经被其他天文台探测到，包括NASA欧洲航天局CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜和NASA的SPHEREx。但X射线观测则不同。它们对氢气和氮气等气体具有独特的敏感性。
氢气和氮气尤其难以检测。它们几乎对光学和紫外线仪器隐形。NASA的ESA哈勃太空望远镜或ESA的JUICE卫星上的相机很容易错过它们。然而，X光可以通过它们留下的能量指纹来揭示它们的存在。
这正是XMM-Newton的观察不仅仅是一幅美丽的图像的地方。它成为一种强大的科学工具，能够揭示其他仪器无法揭示的秘密。
解读宇宙旅行者的新方式
由于X射线观测能够探测到原本隐藏的气体，它们使科学家能够以一种全新的方式研究物体的成分。这对星际访客尤为重要。这些天体是在其他恒星周围形成的，条件可能与塑造我们太阳系时的条件截然不同。
多个科学家团队认为，2017年发现的第一个星际天体1I/'Oumuamua可能由氮或氢等奇异冰组成。这些观点仍难以直接验证。1I/'Oumuamua距离已远，无法进行详细研究。
但3I/ATLAS现在已经存在，距离足够近可以观测。X射线光提供了一个难得的机会来探究其本质。如果氢或氮在其行为中起作用，XMM-Newton的数据可能有助于揭示这一故事，补充其他波长的观测结果。
这种方法并不能取代光学、紫外或红外观测。相反，它增加了一层新的信息。每个波长都讲述了故事的一部分。X射线代表了那些极少显现的气体。
看着太空书写自己的标志
来自XMM-牛顿的图像外观简单，但意义深刻。一抹淡淡的红色光芒标记着星际彗星与我们太阳影响发生相互作用的地方。这是化学和运动的记录，直接写入太空。
观察一点也不仓促。科学家们经过二十小时的细致观察，收集了足够的数据，清晰地看到了这种光芒。在数亿公里外，这颗彗星并不是一个惊艳的视觉盛宴。那种感觉很微妙、疏离、安静。然而，它携带着来自另一个恒星系统的信息，这些信息被编码在其气体中，并通过X射线揭示。
这正是现代天文学常见的运作方式。它不是关于戏剧性的爆炸或明亮的闪光，而是耐心倾听。像XMM-Newton这样的仪器将人类感官延伸到自然低声诉说的领域。
一个不会长久的机会
星际天体不会等待。它们穿过这里，短暂地与我们的太阳能社区相交，然后继续漫长的旅程。每个项目都只提供一个狭窄的研究窗口。
虽然1I/'Owamama已经远离了他的掌控范围，但3I/ATLAS目前仍然可访问。X射线观测将与其他望远镜的数据协同工作，帮助科学家弄清该天体的构成。这些观察综合起来，或许有助于澄清是否存在氢或氮等异域冰，还是更为熟悉的物质占主导地位。
这个机会之所以珍贵，正因为它是暂时的。彗星会继续前行。近距离使用各种乐器研究它的机会将结束。
为什么这一发现重要
这项研究很重要，因为它为你打开了一扇门。星际天体的X射线观测使科学家能够研究那些几乎看不见的气体。它们为测试可能存在于其他恒星周围天体中的奇异材料提供了一种方法。
通过在X射线中观测3I/ATLAS，科学家们获得了对星际天体构成及其与太阳风相互作用的新视角。这些见解有助于将我们自己的太阳系置于更广泛的宇宙背景中。它们提醒我们，这里所见的材料和工艺是银河系中更大故事的一部分。
最重要的是，这一观察很重要，因为它展示了从微弱信号中可以学到多少信息。一颗遥远的彗星、柔和的X射线光芒和一艘耐心的航天器共同揭示了非凡的事物。即使在最空旷的太空角落，只要我们学会倾听，也有等待被讲述的故事。
