范春萍｜ 又一星際訪客“踩了油門”——從奧陌陌到3I/ATLAS，“非引力加速”是什么鬼？

3I/ATLAS，人類正規天文觀測捕捉到的第三個太陽系外來星際訪客，報道有些時間了。順眼瞄著，所得信息都仿佛都說是自然天體，我也就沒太在意，沒太細究。

昨天，偶然刷到一個視頻，講6月26日馬斯克做客Joe Rogan的播客，兩人聊得非常嗨，關于AI、馬斯克公司產品、星箭原理、人類未來等等，信息量巨大。邊角又邊角地聊到了3I/ATLAS，說它有“非引力加速”。

說者無意聽者有心，引起了我的無邊興趣。

2017年我關注過人類有史以來，被天文觀測捕捉到的第一位星際訪客——奧陌陌，就被發現有不正常的非引力加速，當時引起了不小的爭論。可參見本號5月25日所發《奧陌陌：“巡山小妖”“大雪茄”的啟示》，該文2018年12月21日首發于《科普時報》頭版。

8年后，第3位星際訪客3I/ATLAS也被確認擁有相同特征——非引力加速。

一、奧陌陌留下的未解之謎

2017年10月19日，夏威夷大學Pan-STARRS望遠鏡發現了一個奇怪的天體。它的軌道是雙曲線——這意味著它不受太陽引力束縛，它是人類有史以來確鑿觀測到的第一位太陽系外來客。

夏威夷人給它取名Oumuamua，意為"首位遠方信使"，中國天文學名詞審定委員會將其巧妙地譯為"奧陌陌"——帶著奧秘的陌生者。

奧陌陌有三個讓人疑惑的特征：

第一，形狀極端。長約400米，長寬比10:1，像一個巨大的雪茄。太陽系里75萬顆已知小行星和彗星中，沒有一顆長這樣。更重要的是，這樣的長寬比不符合自然天體的力學特征。

第二，沒有彗尾。經過近日點時距離太陽僅0.25天文單位，但所有望遠鏡都沒發現任何氣體或塵埃噴發——它不是彗星。

第三，非引力加速。這個最無解。奧陌陌經過太陽后，在離開的路上加速——如果只靠太陽引力，它這時應該減速才對。

2018年6月，《自然》發表17位研究者的分析：綜合考慮太陽、八大行星、月球、冥王星、小行星帶16個最大天體以及相對論效應后，仍有無法解釋的加速度。

哈佛天文系主任Avi Loeb在《天體物理快報》上發文：如果排除所有非智能解釋，剩下的只能是光帆——要么是外星裝備的殘片，要么是一艘自帶光帆的系外飛船。

爭論沒有結論。2018年1月后，奧陌陌從人類望遠鏡的視野中消失。

二、八年后，又來了一位

2025年7月1日，智利的ATLAS巡天系統發現了一顆新彗星。計算確認：其軌道也是雙曲線，也是系外來客。IAU將其命名為3I/ATLAS——繼奧陌陌（1I）和2019年的2I/Borisov之后，第三位被確認的星際訪客。

但與其兩位前輩不同，3I/ATLAS被捕獲得足夠早。在接下來一年多時間里，NASA的哈勃、韋伯、斯皮策、TESS、MAVEN、SPHEREx，歐空局的Juice，智利的VLT，在建的Rubin天文臺——悉數將鏡頭對準了它。這是人類對單個彗星規模最大的一次觀測行動。

回報也豐厚：

110億歲，比太陽老一倍多。多組獨立研究通過碳氮同位素和氘氕比分析，將3I/ATLAS的形成年代鎖定在100億至120億年前。它誕生時，銀河系尚在少年時代，恒星內部的核反應才剛剛開始產生重于氦的元素。2026年7月7日，ESO的VLT在《自然·天文學》上發表的最新同位素分析，進一步確認了這一結論。

化學指紋不屬于太陽系。氘氕比高出太陽系彗星數倍，碳同位素比值完全不同于任何已知本地樣本。但與此同時，它攜帶的水、二氧化碳、一氧化碳等揮發性物質與太陽系彗星大體相似——無論在宇宙何處、無論早100億年還是晚100億年，形成行星的"基本配料"大同小異。

韋伯望遠鏡首次在星際天體上檢測到甲烷，而且量很大。與太陽系彗星相比，3I/ATLAS的甲烷和二氧化碳含量異常偏高，暗示它誕生于一個與太陽系截然不同的、更寒冷、更富含碳氫化合物的環境。

SETI搜索未發現智慧信號。加州SETI研究所用Allen望遠鏡陣列掃描了1-10GHz范圍，排除了一切人造信號源。

三、鎳、加速和22項異常——關于3I/ATLAS的正反雙方

3I/ATLAS帶來的驚喜遠不止年齡和化學指紋。伴隨觀測的深入，一個長長的"異常清單"浮出水面。

首先是鎳的故事。VLT望遠鏡在2025年7月20日首次從3I/ATLAS的彗發中檢測到了鎳原子蒸氣的發射譜線。隨后觀測中，確認了多達22條鎳光譜線。JWST韋伯望遠鏡隨后在紅外波段（7.507微米）也獨立確認了鎳。

鎳本身不奇怪——彗星里檢測到鎳不是第一次，2I/Borisov也有。奇怪的是：鎳被檢測到了，鐵卻沒有。在已知的自然天體里，鎳和鐵是"宇宙孿生"——誕生于同一類超新星核合成過程，在所有已觀測的太陽系彗星和小行星中幾乎總是成對出現。3I/ATLAS在很長一段時間內呈現出"有鎳無鐵"的異常光譜，這個現象在40年彗星觀測史上從未見過。

哈佛的Avi Loeb據此提出了一個大膽的假說：這種分離可能暗示人造材料的痕跡——地球上工業生產中可以精煉分離鎳與鐵，某些高科技合金就是純鎳的。

但主流天文學界有不同的解釋。根據VLT團隊的原始論文，鎳原子很可能來自鎳羰基化合物Ni(CO)?的分解——這種物質的升華溫度遠低于鐵羰基。當彗星從遠處慢慢靠近太陽時，溫度逐步上升，鎳羰基先揮發，鐵羰基后揮發。這個假說得到了后續觀測的支持：到了2025年8月中下旬，彗星距離太陽更近、溫度更高后，鐵譜線果然出現了。鎳-鐵比值也逐漸回歸到太陽系彗星的正常水平。"鎳先于鐵"是一個有趣的化學現象，但不是非自然的證據。

賓州州立大學天體物理學家Jason Wright在逐條反駁Loeb的異常清單時寫道："鎳-鐵分離的問題有一些相當標準的化學解釋，這不該是行星科學家被困惑之處。"

然后是非引力加速，這才是與奧陌陌最直接呼應的特征。

3I/ATLAS的非引力加速度有多方實測數據。arXiv論文（2511.07450v2）給出的結論是：量級約5.5×10?? au/d2，與2I/Borisov相當，"與普通的一氧化碳驅動升華完全一致，不需要非常規物理機制"。另一項獨立分析（arXiv:2603.00782）同樣認為，在考慮了數據選擇偏差和模型不確定性后，加速度仍落在彗星放氣的正常范圍內。

但Loeb注意到了一些不能被"標準放氣"輕松涵蓋的細節。他的核心論點是：這個加速度包含一個橫向分量——推力方向不完全沿著軌道方向，而純粹的對稱放氣應該只產生徑向推力。此外，根據他的計算，如果加速度全部來自氣體噴射，所需的質量損失約為彗核總質量的1/6——如此大規模的物質拋射，應該在望遠鏡中看到對應的巨型氣體云，但實際觀測中并沒有明確對應物。

支持Loeb觀點的另一個數據點：3I/ATLAS的日非引力加速幅度高達約200公里/天。這是什么概念？2I/Borisov約為100公里/天，而太陽系最大的彗星之一海爾-波普僅有約2公里/天。它是已知同類中最"踩得猛"的。

然后是Loeb的22項異常清單。在奧陌陌之后，Loeb顯然學乖了——他不再只說"是光帆"，而是系統地記錄每一條不符合標準彗星模型的細節。除了鎳和加速，還包括：

- 軌道面與黃道面近乎共面——逆行軌道卻只偏離5度，這個概率Loeb估計約0.2%

- 到達方向距離1977年著名的"Wow!"信號僅約9度

- 三股約120度對稱分布的迷你噴流

- 靠近火星和木星但繞開地球的路徑選擇

- 過近日點時亮度暴增400倍，遠超過任何已知彗星

- 過近日點后顏色從紅變綠變藍——正常彗星受熱紅移，3I/ATLAS卻藍移了

- 反太陽方向的極細噴流（anti-tail），長寬比10:1，延伸百萬公里

單看任何一條，都有自然的備選解釋。三股對稱噴流——可能是彗核表面三個大致均勻分布的活躍區域。藍移——可能是二氧化碳冰的特定光譜效應。軌道面共面——巡天望遠鏡本身就對黃道面附近的物體更敏感，造成了觀測選擇偏差。

但20多條異常同時出現，使得一部分研究者無法無視"這也許不全是偶然"的可能性。Loeb自己的立場是：他用貝葉斯方法估計，3I/ATLAS非自然起源的概率在30%-40%之間。

大多數天文學家不同意這個估計。Jason Wright的回應很有代表性："Loeb選擇了觀測后看起來'有趣'的特征來乘概率，這在統計學上是可疑的。如果不先確定什么是'異常'的標準——而我們有三個星際彗星的樣本——幾乎任何東西都可以被宣稱是罕見的。"

一個客觀的事實是：我們不知道"典型的"星際彗星長什么樣，樣本量只有三個。第一個（奧陌陌）沒彗尾、有非引力加速。第二個（Borisov）有彗尾，行為正常。第三個（3I/ATLAS）有彗尾，行為不尋常，有非引力加速。三者的共同點只有：都是系外的。除此之外，判若三種完全不同的天體。

四、費米悖論的新變量

1950年費米問出的那個問題："他們都在哪兒呢？"

奧陌陌和3I/ATLAS給費米悖論提供了兩個具體的新變量。

變量一：系外訪客比想象中更頻繁。天文學家估計，每年可能有一個星際小天體穿越太陽系。隨著Vera C. Rubin天文臺2026年底開啟"時空遺產巡天"，這個數字可能大幅攀升。第三位訪客之后，第四、第五、第十位不會太遠。樣本量一旦擴大，"異常"有了參照系，爭論就會變少。

變量二：非引力加速在兩個完全不同的系外天體上被觀測到了。奧陌陌沒有彗尾卻有加速，3I/ATLAS有彗尾也有加速。這指向一個基礎問題：如果不是智慧生物的航天器，是否可能存在某種普遍的、人類尚未充分理解的物理過程，在特定條件下為穿越星際的小天體提供額外的推力？

2/3的概率，奧陌陌和3I/ATLAS是具有相同屬性的自然天體類型的第一、第二個樣本？這個類型普遍存在，人類的技術最近才剛剛能觀測到它們？

奧陌陌不再孤單了。但與其說它的后繼者在回答費米的問題，不如說它們在讓問題變得更加具體：如果有朝一日，第五、第十、第二十個系外訪客都帶著我們尚未完全理解的加速特征掠過——到那時，不管答案是什么，都將是人類對宇宙認知的一次重大修正。