星际天体如同宇宙信使，为人们带来遥远恒星系统的“样本”。继2017年的“奥陌陌”和2019年的“鲍里索夫”后，第三位被确认身份的星际访客——彗星3I/ATLAS（编号C/2025 N1）已于2025年闯入内太阳系。但与两位“前辈”不同，它选择了一条极为特殊的路径，几乎在行星轨道平面上“逆行”，从而为人类提供了一次前所未有的机会，观察星际天体如何与太阳系“本地居民”发生互动。
彗星3I/ATLAS穿越太阳系内侧的轨迹示意图 来源：ESA NEOCC
3I/ATLAS具有逆行的近黄道轨道和相对较小的近日点距离，这实质上引导着这位“闯入者”“逆流而行”，穿越内太阳系天体密集区域。这显著增加了它与本地天体——特别是主带小行星和近地小行星——发生近距离交会乃至潜在互动（包括碰撞）的概率。中国科学院上海天文台研究人员与上海交通大学及乌克兰主要天文台的科学家合作，对这一独特的动力学情景进行了研究，成果日前发表于《天文学期刊》（Astronomical Journal）。
由上海天文台领衔的国际研究团队开展了系统的N体数值模拟，覆盖2025年8月1日至2026年4月1日，旨在量化直接碰撞风险并评估潜在撞击概率。通过筛选超过38000颗近地小行星和140万颗主带小行星的轨道，团队识别出相当数量的近距离接近事件。研究表明，有31颗近地小行星和736颗主带小行星与3I/ATLAS的物理距离在0.03天文单位以内。如此高频的交会事件凸显了低倾角星际天体对于深入研究太阳系外物质与本地天体间动力学互动的重要性。
研究中的一个典型案例是小行星2020 BG107。由于被发现时间短、观测数据有限，其具体位置存在较大不确定性。团队通过十万次计算机模拟推演发现，虽然其最可能轨道不会撞上3I/ATLAS，但考虑到误差范围，它与彗星核心发生撞击的概率仍有约0.025%。更有趣的是，考虑到3I/ATLAS是一颗活跃彗星，拖着巨大的尘埃彗发，这颗小行星闯入彗发范围内的概率高达2.7%。若真的发生，这将成为一次天然的“超高速碰撞实验”，其能量远超人类实施的DART小行星防御任务，能为我们揭示星际天体内部结构的宝贵信息。
遗憾的是，对这一具体案例的识别是事后分析的结果（实际轨道解于2025年8月21日获得，即预测的2025年8月17日近距离交会事件发生后数天），这凸显了及时分析以加强观测努力、确认或排除预测撞击事件的重要性。然而，倘若此类事件真的发生，将是一次“天然的”超高速碰撞实验，能为研究星际天体（及小行星）内部结构提供宝贵见解，其效果堪比DART等受控撞击任务，但由于逆行轨道的相对速度，其能量水平将显著更高。总体而言，结果表明星际天体与本地天体间的物理互动在统计学上是可能发生的事件。
研究团队指出，此项工作的意义超出了3I/ATLAS本身。其结果可外推至“动力学新天体”（那些首次经过近日点的天体），特别是可能具有类似低倾角原始轨道的奥尔特云天体。
研究人员认为，这项研究“对未来星际天体和动力学新彗星进行前瞻性分析提供了方法论框架。”这项工作也表明，内太阳系是一个繁忙的交叉路口，在合适的轨道几何条件下，新来者与本地天体之间的物理互动是一种统计学上可能发生的现象，值得开展观测计划。
随着美国薇拉·鲁宾天文台（LSST）等新一代巡天设备于未来十年投入运行，预计将发现数十倍于现在的星际天体和小行星。届时，太阳系将显得更加“繁忙”。由上海天文台毛银盾研究员团队推动的全球观测网络，长期从事近地小行星研究，特别关注快速移动天体的高精度天体测量以及对潜在威胁小行星的碰撞评估。团队成果表明，相关技术能使小口径望远镜有效补偿快速视运动，从而获得确定这些轨道所需的精确数据。
“太阳系并非静态家园，而是一个动态的、时有‘访客’穿越的宇宙空间。”毛银盾表示，“理解这些访客的轨迹及其与本地环境的互动，是认识太阳系演化、防御地外威胁的重要一环。”
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