水由两个氢原子和一个氧原子构成，因此其化学式为H₂O。不过，在典型的水分子中，这些氢原子的核心仅有一个质子。而彗星水的水分子中，有相当高的比例含有氘（D）——一种除标准质子外还带有一个中子的氢同位素。太阳系彗星中观测到的氘化水（或半重水，HDO）比例超过30倍，3I/ATLAS彗星保留了其诞生地数十亿年前存在完全不同条件的证据。
在种类繁多的化合物中，水作为生命和天体物理过程的关键分子脱颖而出。从天体生物学角度看，水是地球生命起源的关键溶剂，并在宇宙中作为系外宜居环境的潜在标志被广泛追踪。在恒星和行星形成过程中，水的气相作为高效冷却剂，使分子云坍缩形成恒星。冻结态的水覆盖在尘埃颗粒表面，使其更高效地粘合，从而加速行星核心的快速增长。水的气相和冰相均已在我们的银河系及高红移星系中被探测到，这些探测覆盖了分子云、原恒星系统、前恒星核、原行星盘以及太阳系天体，包括彗星、陨石、活跃小行星、行星和卫星。当前研究旨在将水在这些不同环境中的路径联系起来，以理解其在行星系统形成中的起源和演化。水中的氘氢比（D/H）是追踪水形成位置、起源时物理条件及后续演化过程的有力化学示踪剂。
密歇根大学博士生路易斯·E·萨拉萨尔·曼萨诺表示：“我们利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）开展的新观测表明，形成太阳系的条件与银河系不同区域行星系统的演化条件存在显著差异。”同样来自密歇根大学的特蕾莎·帕内克-卡雷尼奥博士补充道：“大多数仪器无法指向太阳，但ALMA等射电望远镜可以。”“我们能在彗星近日点后数日内观测到它，此时它正从太阳后方的位置逐渐显现。”“这让我们对这些分子的约束是其他仪器无法实现的。”ALMA对3I/ATLAS彗星水的D/H比观测显示，其数值超过太阳系彗星的30倍，且超过地球海洋中的40倍。
萨拉萨尔·曼萨诺指出：“我们现在知道，3I/ATLAS起源系统中形成恒星和其他行星的气体云可能非常寒冷，且环境条件与形成太阳系及本地彗星的环境存在显著差异。”“导致氘化水丰度增加的化学过程对温度极为敏感，通常需要低于约30开尔文（-243℃或-406℉）的环境，”萨拉萨尔·曼萨诺表示。在3I/ATLAS的起源系统中，其水的氘氢比相对于大爆炸时的初始值有所提升，并在星际旅程中得以保留。这颗星际彗星必定形成于一个远比太阳系历史上任何时期都要寒冷的系统中，且在特定辐射条件下，之后才被抛射到星际空间。帕内克-卡雷尼奥博士解释道：“每颗星际彗星都携带着来自其他地方的部分历史‘化石’，我们虽不确定其具体来源，但借助ALMA等仪器，我们开始能够理解其形成地的环境条件并与太阳系的情况进行对比。”
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