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第一位太阳系外的星际访客,它是谁?

第一个来自太阳系外的访客引起我们的关注,但它却挑战了我们关于行星是如何形成的主流观点。

有外星来客造访我们啦!

不过很遗憾,这位不速之客现在又离我们而去了。

但是你也不要太失望,因为它不是什么外星人或外星人飞船,而是一块大石头——尽管也有人曾经猜测,它可能是外星人制造的什么探测器,或许外星人的飞船本来就是一块大石头。

发现星际来客

这块太空石头是美国夏威夷大学的博士后罗伯·韦尔克于2017年10月19日晚上发现的。当时他正在海拔3000米的一座山峰上,用望远镜扫描天空,寻找距离地球很近的“近地天体”。

乍一看,这个天体只是一道暗淡的光,在繁星闪烁的背景下快速移动。起初,韦尔克以为那是过路的彗星或小行星。当他查看了前一天晚上的数据时,他发现不对劲:这个不明天体的运行路线怪怪的。于是,他立刻打电话给在欧洲航天局工作的一位同事,让他观察一下。

经过几个晚上的观察,韦尔克与欧洲航天局的同事完全相信他们看到一颗到太阳系来旅游的过客。此时,它距离地球已经很近,但不会再近了,因为它正以每秒38千米的速度朝太阳系外飞去,想逃离太阳系。

这样的太阳系外来客可是太罕见了,这是天文学的新纪录。更重要的是,它颠覆了现有的行星形成理论。

最初被认为是一颗彗星

韦尔克将这一发现公布后,到2017年10月25日,权威机构正式确认该天体为星际天体,暂时被命名为C/2017 U1。其中C代表彗星。也就是说,最初它被认为是一颗彗星。

虽然作为一颗彗星,它似乎略小了一点,最大长度只有几百米。但在其他方面似乎无懈可击:它像彗星一样,从头到脚在太空中翻筋斗,自转周期在7~8小时之间,完全合乎彗星的标准。它的颜色暗红,类似于彗星67P/丘留莫夫—格拉西缅科的颜色。柯伊伯带上大约15%的天体都有这种颜色。在太阳系中,这种颜色是由46亿年以来太阳紫外线与彗星表面简单的碳基分子(如甲烷)反应产生的,反应中生成的多种红色的复杂有机化合物,统称为“索林斯(古希腊语中‘有色墨水’的意思)”。

奥陌陌不是一颗彗星

但是我们都知道,彗星的一个显著特征是拖着一条长尾巴。这是因为当彗星接近太阳时,一些冰会蒸发成气体,形成一条尾巴。但科学家并没有在新天体表面探测到挥发的水蒸气。这个天体似乎更像一颗小行星。于是,它的名称被改为A/2017 U1(A代表小行星),最后又定名为1I/2017 U1‘oumuamua,I代表它来自星际,1I代表它是来自星际的第1号天体。‘oumuamua(奥陌陌),是一个夏威夷语,意思是“最早到达的来自远方的信使”。奥陌陌不是一颗彗星,这可能意味着它并非起源于行星系统的边缘,而是更靠近中心的区域——这是大家没料到的。当然,天文学家对此已经提出很多解释。一些人猜测,奥陌陌其实还是一颗彗星,只是在其穿越星际空间的长途旅行中,由于受到宇宙射线的轰击,引发了化学反应,形成了一层厚厚的高反射率“外套”。这样一个硬质外套,在它经过太阳时,不可能蒸发气体形成一条尾巴。另有人猜测,奥陌陌本来是一颗含冰的彗星,但在宇宙射线的轰击下失去了冰外壳。

瘦长的体型出人意料

但这还不是奥陌陌唯一出人意料之处。真正让人困惑的是它的形状——它怎么会有这样的形状的呢?

我们前面提到,奥陌陌像彗星一样在从头到脚在翻筋斗,因此它反射太阳光的侧面在不停地更换。又因为不同侧面的尺寸不一样,所以它的亮度,从最亮到最暗,也在发生着变化。根据科学家的观察,奥陌陌光的亮度变化是10:1,这意味着它的长是宽的10倍。科学家认为真实比例甚至更高,因为我们不是在奥陌陌的正侧面看它,所以看到的长比实际要短。

这个结果让天文学家目瞪口呆:在我们的太阳系中从未有这样瘦长的东西。它就像亚瑟·C·克拉克经典科幻小说《与拉玛会合》中50千米长的外星飞船的一个缩小版。难怪一个搜寻外星人的项目马上对准了它,试图探测无线电信号——但一无所获。

既然它不是外星飞船,我们就要为其瘦长的体型寻找理由了。按照行星形成理论,太阳系中的天体绝大多数要么是球形,要么是块状的,不太可能制造这类细长的怪物。当然,长条形的奥陌陌可能只是统计学意义上的一个例外,不足以说明问题,但要是以后发现的星系来客也都跟它一样是长条形的,那就需要我们重新审视现有的行星形成理论了。

寻找更多的星系天体

这就需要我们找到更多的星际漫游者,看看它们是什么样的。

那么,我们何时能找到下一个呢?

天文学家估计,大约有1万个大小类似奥陌陌的星际天体在穿过海王星轨道,进入太阳系内部。每年有1000个离开,另有1000个进来。如果进一步细算,可能有1026个这样的天体在银河系的各恒星系之间漫游。至于在太阳系内,类似的星际来客很可能在一年之内我们会再见到一个。

韦尔克怀疑已经有许多这类天体从我们面前经过,只是我们没有注意到而已。譬如,曾经有过很多次,我们见到了一个近地天体,但之后却再也找不到它了。这可能是因为我们没掌握它的运动轨道,所以去了什么地方我们不知道。为了提高识别星际天体的概率,韦尔克正在编写电脑程序来帮助搜索。

从2022年起,智利8.4米的大型综合巡天望远镜(LSST)将开始工作。LSST设计用于进行有史以来最广泛的全天调查,它很可能会发现数十甚至数百个星际天体。到时候,我们就可以回答由奥陌陌引起的有趣问题了:大多数星际访客是岩石还是彗星?它们的形状是各式各样的,还是都像奥陌陌一样长条形的?

自奥陌陌被发现以来,已经一年多过去了。此刻,它已飞越土星轨道,正朝天王星轨道飞去。这名星际闯入者像一阵风一样来了又去,留给我们的既有惊喜,也有困惑。

奥陌陌从哪里来?

要确切地知道像奥陌陌这样的星际漫游者从哪里来,是比较困难的,但通过往回追溯它的轨迹,我们可以做出一些有根据的猜测。

英国两位天文学家认为,奥陌陌可能来自大约440光年外的昴宿星团。但美国夏威夷大学的一个研究小组经过计算,得出的结论是奥陌陌形成于南半球天空中位于隆凸星座和天鸽星座之间的一个年轻星团。

如果这两个建议是正确的,那么奥陌陌相对年轻:昴宿星团的年龄不超过1.5亿年,而隆凸星座和天鸽星座之间的那个年轻星团的年龄只有4500万年。


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