SPHEREx 观测 3I/ATLAS 星际对象前近日点 $H_2O$、$CO_2$ 与 $CO$ 的光谱制图

在 2025 年 8 月 1 日至 15 日，SPHEREx 太空探测器对星际对象 3I/ATLAS 进行了光度测量。利用在 $\lambda=0.7-5$ $\mu$m 范围内、$R=40-130$ 的光谱测量，获取了 ATLAS 的光变曲线、光谱和成像数据。通过这些数据，发现了 $H_2O$ 气体在 $2.7-2.8$ $\mu$m 处的稳健检测，$CO_2$ 气体在 $4.23-4.27$ $\mu$m 处的稳健检测，以及 $^{13}CO_2$ 与 $CO$ 气体的tentative检测。检测到略微扩展的 $H_2O$ 尾尘，发现了直径至少达到 $4.2 \times 10^{5}$ km 的巨大的 $CO_2$ 大气层。$H_2O$、$^{12}CO_2$、$^{13}CO_2$ 与 $CO$ 的气体产率及其 1$\sigma$ 误差分别为 $Q_{gas} = 3.2 \times 10^{26} \pm 20\%$、$1.6 \times 10^{27} \pm 10\%$、$1.3 \times 10^{25} \pm 25\%$ 与 $1.0 \times 10^{26} \pm 25\%$。将所有 $\lambda = 1.0-1.5$ $\mu$m 波段的散射光连续成像进行共加和，得到的高信噪比图像与无分辨源相符。散射光光变曲线显示在观测期间的 $< 15\%$ 变动。ATLAS 在 $1.0-1.5$ $\mu$m 波段的绝对亮度与直径小于 $2.5$ km 的核盘伴随 100 倍亮度的尾尘相符。在 $1.5-4.0$ $\mu$m 连续光谱结构中，发现强烈特征，符合 KBOs 和遥远彗星中看到的水冰吸收。ATLAS 的观测到的彗星行为，包括其 $CO_2$ 辐射的显著性、缺乏 $CO$ 输出、较小的尺寸以及在光强主导的尾尘中大量冰块材料的存在，类似于短周期彗星 103P/Hartley 2——NASA 深度冲击计划 2010 年的“活跃彗星”目标。这种对应性表明，ISO 在被 eject 到ISM 之前可能经历了显著的热处理，而与 1I 和 2I 比较，它们在物理结果上可能差异很大。