火星觀測星際彗星，揭開太陽系外行星形成的神秘面紗！

火星夜空的星際訪客：彗星3I/ATLAS掠影

「探索宇宙不僅僅是科學研究，更是人類對於自身存在意義的追尋。」 – 卡爾·薩根 (Carl Sagan)

2025年10月初，一顆來自太陽系外的星際彗星3I/ATLAS掠過火星附近，歐洲太空總署 (ESA) 的ExoMars微量氣體探測器 (TGO) 和火星快車號 (Mars Express) 把握了這個難得的機會，利用它們的儀器對這顆罕見的訪客進行了觀測。本文將帶領讀者深入了解這次觀測的細節，以及它對於理解星際彗星和太陽系外行星形成的潛在意義。

(星際彗星的罕見身影): (星際彗星是來自太陽系外的罕見天體，它們攜帶著關於其他恆星系統的珍貴資訊。)


太陽系外彗星的發現極為罕見。在3I/ATLAS之前，我們只發現了另外兩顆星際彗星：1I/ʻOumuamua (2017年) 和2I/Borisov (2019年)。這些天體並非起源於我們的太陽系，而是來自遙遠的星系，為我們提供了研究其他恆星系統組成和演化的獨特機會。3I/ATLAS於2025年7月1日首次被位於智利的Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) 望遠鏡發現。科學家們推測，基於它的軌跡，3I/ATLAS可能是我們觀測到最古老的彗星，其年齡可能比46億年前形成的太陽系還要老30億年。這些來自外太空的「信使」帶著未被太陽「污染」的原始物質，對於我們探討行星形成的早期階段至關重要。


(ExoMars TGO的火星彗星觀測): (ExoMars TGO的CaSSIS相機成功捕捉到3I/ATLAS彗星的影像，揭示了其彗髮的結構。)


儘管並非專為觀測遙遠天體而設計，ExoMars TGO的彩色與立體表面成像系統 (CaSSIS) 依然成功地記錄了一系列3I/ATLAS的影像。在距離火星約3000萬公里的距離上，CaSSIS捕捉到彗星朦朧的身影，顯示出由冰、岩石核心周圍的氣體和塵埃組成的彗髮。由於彗星距離遙遠，CaSSIS無法分辨出彗核和彗髮。尼克·托馬斯 (Nick Thomas)，CaSSIS相機的首席研究員表示，這次觀測對於儀器來說是一項非常具有挑戰性的任務，因為彗星亮度只有平常目標的1/10,000到1/100,000。彗髮是由於太陽光加熱彗星，導致其釋放氣體和塵埃而形成的，延伸數千公里。 儘管CaSSIS無法測量彗髮的完整範圍，但其成功觀測為我們了解星際彗星的組成和行為提供了寶貴的資訊。


(火星快車號的挑戰): (火星快車號嘗試觀測3I/ATLAS彗星，但由於曝光時間的限制，觀測結果尚不明確。)


與ExoMars TGO不同的是，火星快車號的觀測結果目前尚不明確。由於火星快車號的曝光時間上限僅為0.5秒，而ExoMars TGO可以使用5秒的曝光時間，因此火星快車號難以捕捉到彗星微弱的訊號。研究人員正在努力結合多張火星快車號的影像，以期增強訊號並提高探測到彗星的可能性。此外，研究團隊還試圖使用火星快車號上的OMEGA和SPICAM光譜儀以及ExoMars TGO上的NOMAD儀器研究彗星的光譜，但彗髮和彗尾是否足夠明亮以供科學家識別彗星的化學成分仍不確定。


(彗星攔截器任務的未來展望): (歐洲太空總署正在籌備彗星攔截器任務，希望能夠在未來攔截並研究一顆原始彗星或星際天體。)


為了更深入地研究彗星，歐洲太空總署正在籌備彗星攔截器任務 (Comet Interceptor)。該任務計劃於2029年發射，進入一個停泊軌道，等待一個合適的目標 – 一顆來自太陽系外圍奧爾特雲的原始彗星，或者，機率較小但極具吸引力的是，一顆像3I/ATLAS這樣的星際天體。彗星攔截器項目科學家邁克爾·庫珀斯 (Michael Kueppers) 表示，當彗星攔截器在2019年被選定時，我們只知道一個星際天體 – 2017年發現的1I/ʻOumuamua。自那以後，又發現了兩個這樣的物體，顯示出它們外觀的多樣性。訪問其中一個可以為理解它們的本質提供突破。雖然我們發現彗星攔截器可以到達的星際天體的可能性仍然很小，但作為一個快速反應任務的首次演示，它將為未來可能攔截這些神秘訪客的任務開闢道路。


(木星冰月探測器 (Juice) 的加入): (木星冰月探測器也將在3I/ATLAS彗星接近太陽後對其進行觀測。)


除了ExoMars TGO和火星快車號之外，木星冰月探測器 (Juice) 也將在3I/ATLAS彗星接近太陽後對其進行觀測。雖然Juice屆時距離3I/ATLAS會比火星探測器更遠，但它將在彗星最接近太陽之後看到它，這意味著它將處於更活躍的狀態。雖然Juice的觀測數據要到2026年2月才會收到，但這次合作將為我們提供關於星際彗星在不同環境下的行為的更全面的了解。讀者可以透過在網路上搜尋 “ESA Juice mission” 找到更多關於Juice任務的資訊。


(星際彗星的科學意義): (研究星際彗星有助於我們了解太陽系外行星的形成，以及宇宙生命的起源。)
星際彗星是來自其他恆星系統的珍貴信使，它們攜帶著關於那些遙遠世界的資訊。通過研究這些彗星的組成、結構和行為，我們可以了解其他恆星系統的行星是如何形成的，以及那裡是否可能存在生命。正如卡爾·薩根所言，”我們都是星塵”，而星際彗星或許可以幫助我們揭示這些星塵的起源，以及我們在宇宙中的位置。未來，隨著更多星際彗星的發現和研究，我們將有機會更深入地了解宇宙的奧秘，並解答關於生命起源的終極問題。

Ref:

European Space Agency (ESA). (2025, October 12). An interstellar visitor lights
up the Red Planet’s sky. ScienceDaily. Retrieved October 12, 2025 from
www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251012054618.htm

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Story Source:
Materials provided by European Space Agency (ESA). Note: Content may be edited for style and length.