北京
一颗来自太阳系之外的彗星，让天文学家测到了太阳系里有史以来氘含量最高的甲烷。这个数字是3.33%——甲烷分子中氘与氢的比例。它来自星际天体3I/ATLAS，由詹姆斯·韦布空间望远镜（NASA/ESA/CSA）观测获得。
先把概念拆开。氘是氢的一种较重同位素，分子里锁住多少氘，对分子形成时的环境条件相当敏感。换句话说，这个比例像一支温度计，记录的是冰形成时的冷暖与化学背景。研究团队用韦布望远镜测量了3I/ATLAS彗发中甲烷的氘氢比（D/H）。
3.33%意味着什么？研究给出的参照是：它比欧空局罗塞塔号探测器在彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科上测到的甲烷氘氢比高约14倍。67P是此前唯一被可靠探测到氘代甲烷的彗星。这一数值也超过了太阳系内其他所有甲烷测量结果，并且至少是太阳系内其他有机分子直接测量值的1.4倍。
论文第一作者、NASA戈达德太空飞行中心的内森·罗斯（Nathan Roth）与同事在论文中写道，2I/鲍里索夫和3I/ATLAS这类沿双曲、不受引力束缚轨道穿过太阳系的类彗星天体，为研究其他恒星周围的行星形成化学打开了新窗口，它们把自身物质送到我们的行星系统供分析。研究团队认为，对这些天体的动力学与成分研究，可能为它们的起源提供线索。
观测发生在2025年12月22日和23日，当时3I/ATLAS距太阳约2.4天文单位，使用的是韦布望远镜的近红外光谱仪积分视场单元。除甲烷及其氘代形式外，团队还探测到甲醇、乙烷、甲醛、水和一氧化碳。其中一氧化碳在彗发中丰度最高，产生率约为水的3.6倍。
关于这颗天体的来历，此前已有多种研究给出推测。论文提到，在3I/ATLAS被发现后不久，多项研究借助银河系动力学与化学模型提出，从它的辐射方向和较高的日心速度看，它可能形成于一个低金属丰度的恒星系统，时间在30多亿年前，不过要区分它来自厚盘还是薄盘并不容易。
这里有一个方法上的难题：太阳系之外，甲烷的氘氢比基本上从未被直接测量过，因此没有一把干净的标尺可以对照。研究团队绕开了这一点，改用另一种烃——环丙烯亚基——的氘化程度作为替代指标。他们的估算显示，在一些恒星形成区和冷核中，甲烷氘氢比可能达到约4%至7%甚至更高。按这个范围，3I/ATLAS的数值对星际物质而言是合理的。
太阳系内的对照数据并不少。论文列举，除67P之外，甲烷的氘氢比还在金星、巨行星、土卫六以及矮行星阋神星和鸟神星上被测过；有机物的氘氢比也在行星际尘埃粒子、碳质陨石和超碳质南极微陨石中测过。3I/ATLAS的数值至少比其他任何太阳系有机分子直接测量值高1.4倍，最接近的是碳质球粒陨石奥尔盖伊中有机自由基的D/H = 1.5%。
研究团队对结论保持了明确的保留。他们写道，恒星形成或盘化学的理论模型能否重现3I/ATLAS冰中的甲烷氘氢比，目前还不确定，这最好由新的化学模型来确认。另一方面，有初步证据显示，星际/原恒星环境的氘氢比可能与3I/ATLAS相符。
这项发现发表在10月23日的《自然·天文学》（Nature Astronomy）上。它给出的不是一个关于起源的定论，而是一个此前从未在太阳系内出现过的高值，以及一个等待理论模型来接住的数字。
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