为什么 3I/ATLAS 成了争议的焦点
当 ATLAS 巡天望远镜在 2025 年 7 月标记出一个异常且高速移动的天体时，天文学家意识到这并非寻常的访客：其轨道呈双曲线，且表现出了彗发特征，它是人类记录到的第三个被确认的星际天体。自那时起，从地面天文台到詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）开展的一场全球观测行动，产生了一系列令人惊讶的观测数据，并被拼接成两种相互竞争的解读。一派将 3I/ATLAS 视为一种自然形成的极端彗星，是在不同的恒星环境中形成和演化的；另一派（最公开的代表是一位直言不讳的科学家）则认为，这些异常现象足以证明有必要考虑其技术起源的可能性。
对于关注新闻的读者来说，这其中的利害关系非常重大：星际天体是来自其他行星系统的独特样本，正确解读它们的特征可以揭示行星和小天体在整个银河系中是如何形成和演化的。但如果 3I/ATLAS 的本质是技术性的，那将是我们认知上的巨大转变。因此，数据的质量和解读对于科学和公众信任而言至关重要。
望远镜究竟观测到了什么
其次，凯克宇宙网成像仪（Keck Cosmic Web Imager）的光学积分场光谱观测探测到了归属于含氰分子的窄发射特征，并且出人意料地在靠近原子核的地方发现了聚集的中性镍原子，而铁谱线则基本缺失。凯克团队测量了氰基（CN）和镍（Ni）发射的不同空间尺度，表明每种物质有不同的产生或破坏路径。他们提出，挥发性金属羰基化学可以解释镍信号，而无需求助于奇异的过程。
第三，来自几台大型望远镜的偏振观测报告了在小相位角处出现了异常深的负偏振分支——这是阳光从彗发和表面的尘埃颗粒散射方式的一种随波段变化的特征。简而言之，光散射行为看起来不像典型的彗星或小行星，这指向了尘埃中不寻常的颗粒大小、形状或成分。
异常现象何时演变为“非凡结论”的论据
Avi Loeb 在一篇公开文章中列出了一系列异常现象：对齐的逆行轨道、指向太阳的喷流、富镍贫铁的气体、极端偏振、非典型的变亮行为，以及关于时间和接近几何形状的其他奇怪巧合。他认为，在简单的自然模型下，这些特征的结合是不太可能的，科学家应该认真对待 3I/ATLAS 可能是技术人造物的可能性——或者至少对技术特征的研究应该与生物特征研究一样获得更多资助。他的文章再次引发了关于科学界应如何对待低概率但高后果假设的辩论。
主流观点如何解读相同的数据
大多数彗星和小天体专家拒绝接受从异常现象直接飞跃到外星探测器的推论。存在其他的自然解释，可以在不求助于技术手段的情况下解释新数据。两种解释在观测者和建模者中获得了支持：一种是本质上富含二氧化碳（CO2）的核（或受长期宇宙射线处理改变的表层），另一种是原子核附近奇异但合理的偏气相化学反应，可以将镍原子释放到彗发中。
JWST 团队发现的以 CO2 为主的彗发指向了两个可能：要么其形成环境靠近母体原行星盘的 CO2 雪线，要么是在漫长的星际旅程中表面层发生了化学蚀变。实验室和理论研究表明，银河宇宙射线辐照可以转换并浓集含碳挥发物，从而提高 CO2 相对于 H2O 的比例，并使表面光谱变红——这两者都是 3I/ATLAS 被观测到的特征。换句话说，星际暴露可以让原本普通的原子核在变暖时表现得异乎寻常。
针对镍信号，凯克团队倾向于金属-羰基假说：在富含 CO/CO2 的气体环境中，像四羰基镍（nickel tetracarbonyl）操作这样的挥发性有机金属配合物在化学上是合理的中间体。这些分子可以在原子核附近发生光解或热分解，释放出中性镍原子，而铁则保留在其他矿物相中——这在光谱中产生了明显的富镍特征，而无需涉及工业冶金。这种化学反应在彗星彗发中虽然罕见，但并非不可能。
关于报道的非引力加速度和反尾现象又如何？
关于强烈异常加速度的说法一直是该天体更具挑衅性解读的核心。但通过数千个天体测量点进行的精确轨道拟合发现，在漫长的进入弧段内并没有令人信服的非引力扰动探测结果；相反，残差对该期间任何类似火箭的效应都设定了严格的上限。其他建模显示，适度的、各向异性的 CO/CO2 释气——特别是来自局部喷流的释气——可以产生微小的推力，并能解释亮度和形态的变化，而不需要大规模损失核质量。简而言之，一旦考虑到该天体不寻常的组成和喷流几何形状，视推力就可以与常规彗星物理学相匹配。
如何解决这一问题
- 更多、更好的数据。 跨波段和跨时间的观测是决定性的投入。JWST 和凯克望远镜的结果虽然强大，但只是快照；过近日点后的后续光谱和分辨成像——特别是来自火星探测器或能在不同太阳距角观测的轨道天文台的成像——将测试镍信号是否演变，以及喷流和偏振是否随活动而改变。
- 实验室和理论研究。 金属-羰基路径在化学上是合理的，但很罕见；在与 3.3–3.8 AU 相关的低温和紫外线通量下进行实验室光谱分析和光解建模，将有助于评估测得的镍丰度对于自然过程是否现实。
- 关于先验概率的透明辩论。 科学家必须明确如何权衡那些极低概率的假设。非凡的结论需要非凡的证据，这一门槛在同行评审和公众传播中应当是明确的。
为什么这不仅仅关乎好奇心
即使 3I/ATLAS 最终被解释为一颗极端但自然的星际彗星，这一事件也是有价值的。它促使仪器团队快速做出反应，磨炼了化学家和动力学家处理星际空间挥发物加工的模型，并展示了公众如何接受科学的不确定性。如果它是技术性的——尽管目前大多数研究人员认为这种结果极不可能——那么举证责任将是巨大的，其影响也将是深远的。
就目前而言，最站得住脚的立场是保持谨慎的好奇心：观测数据是真实且迷人的；存在可以解释其中大部分现象的自然机制；还有少数开放性问题，最好通过更多的观测和实验室工作来解决。接下来的几个月的监测和分析要么会消除这些异常，要么会加深它们——无论哪种结果，都将教会我们关于银河系小天体的新知识。
James Lawson 是 Dark Matter 的一名科学调查记者。他拥有伦敦大学学院（University College London）的科学传播硕士学位和物理学学士学位，报道领域涵盖天文学、航天工业和新兴技术。
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