2025年7月1日，位于智利的地球撞击预警系统——小行星地面撞击最后警报系统（ATLAS）发现了一颗异常快速穿过太阳系的天体，这颗被命名为3I/ATLAS的星际彗星，成为继1I/ʻOumuamua和2I/Borisov之后，第三颗正式确认为星际起源的彗星。该彗星以其极高的入射速度和异常的轨迹，激起了全球天文界的极大关注，揭示了太阳系之外彗星的神秘世界。3I/ATLAS这颗星际彗星的发现，标志着人类在跨越星际天体研究领域迈出了一大步。3I/ATLAS的轨迹表明它以超抛物线轨道绕太阳运动，其偏心率高达6.14，远高于之前两颗星际彗星，说明它携带的速度远超过太阳系的逃逸速度，确定了它不属于本太阳系天体。这颗彗星的近日点距离约为1.36天文单位，位于地球和火星轨道之间，最接近太阳的时间定为2025年10月29日。尽管如此，3I/ATLAS离地球的最小距离达到了1.8天文单位，确认它不会对地球构成威胁。
关于其轨迹，3I/ATLAS的轨道逆行并与黄道面夹角约为5度，这样的轨迹使它在接近太阳时显得尤为独特且值得研究。3I/ATLAS不仅以轨迹引人注目，它的物理特性更为科学家提供了宝贵的研究资源。根据哈勃空间望远镜的观测数据，3I/ATLAS的核直径估计在0.32至5.6公里之间，最可能小于1公里。其核表面被一层厚厚的尘埃包裹，使得精确测量带来了挑战。彗星的外围包裹着一层由气体和尘埃组成的彗发，甚至形成细长的彗尾，显示出明显的彗星特征。最近期的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）观测更为精细地揭示了3I/ATLAS丰富的化学组成。
研究显示，碳酸气（CO2）在彗发中的浓度异常高，是水的八倍以上。与此同时，彗发中含有少量水冰、水蒸气、一氧化碳（CO）以及碳酰硫化物（OCS）。非常值得注意的是，彗发中还探测到了氰化物气体和原子镍蒸气，这些成分与太阳系中的彗星相似。高浓度的碳酸气可能提示3I/ATLAS形成于其母恒星系的远端冰冻地带，即所谓的CO2冰线之外，这里温度足够低使得碳酸气凝结为固态。碳酸气丰富也可能反映了其经过长时间星际旅行的辐射暴露史，亦或其核表层覆盖了一层厚厚的绝缘层，限制水冰的升华。3I/ATLAS的彗发展现出明显的红色调，这一颜色与太阳系中D型小行星和其他彗星类似，可能源自彗核中有机物质（如托林）的辐照作用。
彗发中的尘埃粒径从微米级至十几微米不等，小颗粒以约22米每秒的速度喷发，而较大的尘埃颗粒则以更缓慢的速度迁移，彗星活跃度与尘埃喷发速度密切相关。科学观察显示，随着3I/ATLAS接近太阳，其彗发活跃度逐渐增强，彗核表面的冰层因升华作用释放出气体驱动尘埃脱离核面，形成了一个巨大的气体和尘埃包围层。彗星的旋转周期约为16.16小时，这一周期通过多台望远镜的光变曲线分析确定。旋转轴方向推测可能指向赤经154度，赤纬+25度或赤经334度，赤纬-25度，显示其核体形态极可能不规则且表面活动不均匀。研究3I/ATLAS的起源和年龄为理解银河系中星际物质的分布提供了重要线索。基于其运动学特征，天文学家推测它源自银河系的薄盘或厚盘中。
尤为震惊的是其估计年龄可能在7.6亿至140亿年之间，甚至有可能比太阳系本身还要古老。这种极高年龄可能意味着3I/ATLAS是银河系早期恒星形成过程中遗留的天体，是早期星系演变的珍贵见证。3I/ATLAS的银河系运动速度中，远离银河中心的速度分量为-51公里每秒，垂直于银河盘的上升速度约为18.5公里每秒，均显著高于本地恒星的平均水平，进一步支持其厚盘成员的身份。因此，它的物理化学特性和轨道动力学指向了一个在银河中经历过漫长星际漂流的古老彗星。尽管如此，追溯3I/ATLAS的确切母恒星轨迹几乎不可能，因为数十亿年的星际漂移让它与其他星际物质混合，轨迹被多次引力交互扰乱。然而，天文学家已发现过去一千万年中3I/ATLAS可能经过约25颗近距离恒星，呈现复杂的星际交互历史。
多项太空望远镜和地面观测设备均对3I/ATLAS展开了密集的跟踪和监测。NASA的TESS在它被发现之前便捕捉到其活动痕迹，哈勃和韦伯望远镜提供了核大小和化学构成的关键数据，欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）探测到了彗发中的独特气体，NASA的SPHEREx望远镜则确认了其巨大且扩展的CO2彗发。科学家们预期在2025年10月底彗星近日点前后，它的明亮度还将有所提升，但由于与太阳的角距离较小，3I/ATLAS短时间内对地面观测而言具备一定挑战。科幻与科学界曾就3I/ATLAS是否可能带有人工或外星技术的猜测产生讨论，尤以阿维·洛布教授等人的观点引起广泛关注和争议。尽管有部分观点强调其轨迹和物理特异性，主流天文学界坚信3I/ATLAS是一颗正常的星际彗星，所有表征均符合自然起源的彗星特性。专门针对3I/ATLAS的宇宙飞船前往计划也被评估过，结果显示因为其高速且轨迹复杂，发射窗口极其有限，即使使用当前最先进的推进技术，从地球直接发射探测器难以完成拦截任务，但从火星轨道发射则显得相对可行。
3I/ATLAS的出现和观察为未来星际天体的探测提供了宝贵经验和技术储备，激励科学家持续关注类似访客的早期发现与快速反应。作为穿越银河系的访客，3I/ATLAS不仅仅是一颗冰冻的冰尘集合体，它更是银河漫长历史的载体，是理解星系形成、行星系统进化以及宇宙物质循环的重要钥匙。3I/ATLAS的观测成果将对天体物理学、宇宙化学和行星科学产生深远影响，促使科学家们进一步探索星际空间的荒漠与奇迹。未来，随着观测技术的持续提升和多个深空探测任务的展开，人类有望揭开更多星际来客的神秘面纱，逐步描绘出银河系内丰富多样的天体生态图谱。3I/ATLAS的故事也将成为宇宙探索史上的重要篇章，激发公众和学术界对太空未知边界的持续热情和科学追求。
