天外來客
在宇宙中無時不刻都在發生一些特別有意思的事情,比如彗星的來訪,或者是一顆年輕恆星在行星系統中升起。
又或者,隱蔽的天外來客正向其他星球走去。
當然,這個天外來客並不是什麼科幻電影里的外星人或者宇宙飛船。
它只是一個正在漫無目的遊盪的小型天體,奧陌陌。
這個名字聽上去挺奇怪的對吧,實際上這是它的夏威夷語名字「Oumuamua」,意思是「先到先得的信使」。
2017年10月的時候,夏威夷大學的天文學團隊在一次觀察中搜尋到了一個不太尋常的物體,因為它是第一個訪問我們太陽系的星際天體。
奧陌陌,首個太陽系外來天體
在完成基本的命名後,美國宇航局近地天體觀測計劃資助了對其長期觀察的研究,相關計劃主要是發現並跟蹤地球附近的小行星和彗星。
雖然最初這顆天體被劃分為彗星,但是在初期的觀察中,人們發現這個天體的表現並不簡單。
它以每小時87.3公里的速度飛過太陽,並且沒有表現出彗星應有的樣子。
後來的觀測中發現這顆小型天體還在輕微地加速,這才將其歸納為彗星。
奧陌陌在太陽系的活動軌跡
關於奧陌陌的軌跡觀測和結論主要來自美國夏威夷的天文望遠鏡,另外還有太空衛士調查任務,以及加拿大-法國-夏威夷望遠鏡的數據。
奧陌陌應該是從銀河系遠方進入太陽系
從望遠鏡的直接觀察來看,奧陌陌很小而且不是很亮,最初在觀察活動中甚至沒有發現它。
由於它的星等太低,亮度限制在13.5等,到了2017年10月份的時候,奧陌陌已經衰減到23等的樣子。
在後續的觀察中,海爾望遠鏡的光譜分析顯示,奧陌陌的光譜主要為紅色,類似於彗星核。
威廉赫謝爾望遠鏡的記錄表示它的信噪比沒有什麼特點,多種觀察記錄顯示,奧陌陌的光譜類似於D型小行星的光譜。
另外它的運動軌跡也十分特別,奧陌陌沒有自己的自轉軸,它的運動方式可能是以翻滾的狀態進行。
科學家認為,奧陌陌獨特的運動方式可能是起源於它所在的天體系統中的一次碰撞。
並且這種運動的消散時間尺度非常長,至少需要10億年的消耗才能終止,所以它也一直呈現出翻滾的狀態。
在對奧陌陌進行光變曲線觀測後,天文學家發現了它的光變曲線有着巨大的變化。
通過光變曲線可以大致推斷出來奧陌陌究竟長啥樣,但研究觀測表明它可能是任何東西。
奧陌陌可能是扁的
宇宙雪茄還是大煎餅
奧陌陌的光變曲線顯示它的高度被拉長,可能像一根雪茄狀的物體,並且與太陽系中類似的拉伸物體相比,奧陌陌的拉伸長度還要更加誇張。
奧陌陌還表現出扁平的狀態,這使得它的外形可能是煎餅或是扁平的圓形球體。
總之,如此特殊的形態表現和大幅度的光變曲線變化都說明,奧陌陌的運動狀態十分不穩。
對奧陌陌的光變曲線分析展示的可能性
不過在2019年的一篇論文中,研究人員對其進行了建模。
他們發現奧陌陌最好的模型表現是雪茄形,或者1:8的縱橫比。
奧陌陌能夠表現出這樣怪異的形態,也有科學家表示,這種極端形狀可能是由於蒸發導致的結果。
由數字化構建的奧陌陌模型
從理論上來講,它在進入太陽系之前應該不是這樣的,至少應該是2:1的外形。
在它到達近日點的一個月後,由於太陽的能量使得它蒸發了自身92%的質量。
除此之外,奧陌陌的光變曲線觀測表明,它可能含有緻密的金屬岩石。
由於長期在星際空間中接受宇宙射線照射,最終這些含有金屬的岩石變成了紅色。
有人認為奧陌陌的表面或許存在托林,這是一種在太陽系長期暴露下由輻照催生的有機化合物,能夠幫助科學家判定表面的年齡。
長期的暴露使其略帶金屬紅色
奧陌陌的運動軌跡表現也是科學家十分疑惑的一個地方,在長達80天的研究中,科學家發現它的軌道離心率為1.20,這意味着它的運動速度超過了太陽的逃逸速度。
所以,從這方面來講,奧陌陌只會成為太陽系的一位遊客。
說它是彗星的推測主要來自奧陌陌的非重力加速度,它的表現與太陽輻射壓力的推動一致。
奧陌陌的自身運動軌跡
在它最接近太陽的位置期間,由此產生的速度變化總計大約在每秒17米。
正是由於這種變化,科學家才將其初步指向彗星。
彗星的彗尾作為一個明顯的特徵,奧陌陌在靠近太陽時出現了蒸發,物體內部的揮發性物質會帶來彗星般的效果。
但是這种放氣過程會因奧陌陌自身拉長的形狀導致自旋發生變化,最終撕裂物體。
自身的氣體釋放可能會改變其運動形態
但是奧陌陌的自旋穩定性表明,它並沒有受到這種情況的影響,這更讓科學家們感到疑惑。
要說它來自哪裡,天文學家認為奧陌陌的家鄉應該在織女星系,可能是裏面其中某個星系的一部分。
相關研究表明,奧陌陌的運動速度接近當地的靜止標準,這意味着他已經多次繞行銀河系,甚至可能源於銀河系一個完全不同的部分。
就當下來講,科學家也不知道它究竟在宇宙中遊行了多久。
不過,科學家對奧陌陌最大膽的猜測卻是光帆飛行器。有科學家認為,奧陌陌可能的扁平形狀,還有它被太陽推走的狀態,就像是光帆一般。
而它每8小時翻滾一次讓人不得不思考起裏面的運動規律,這與飛行器實在太相似了。
未來的計劃
然而美國科學家提出的光帆飛行器的假說很快就遭到了國內中山大學天文學教授劉尚飛的否定。
在他看來,如果這個東西真的是光帆飛行器,那麼它的反射光點應該不止一處,而是有多個敵方都存在反光點,這樣符合光帆在宇宙中的表現。
真實的光帆飛行器
另外從奧陌陌的星等狀態來看,如果它是光帆飛行器,那麼它的亮度應該十分明亮才對,但是已有的觀察都表明奧陌陌的表面烏漆嘛黑,很難被人們發現。
就目前來講,所有關於奧陌陌是外形探測器的可能性都是基於現有的觀察進行高度的推測,如果僅是覺得這個結論比較有意思可能還無傷大雅。
但是想要好更好地解釋奧陌陌的行為以及表現,科學家表示應該收集更好的科學數據來說明這種情況。
目前英國的星際研究倡議啟動了天琴座項目,該項目會發射探測器前往奧陌陌進行重新評估,預計會在未來5~25年的時間完成。
現在關於奧陌陌的討論已經變得逐漸清晰起來,科學家將更多的討論放在了天體研究中。
根據過去的觀測來看,奧陌陌的氮冰可以解釋其自身為什麼沒有放氣過程。
奧陌陌攜帶的與自身質量相當的氮冰可以在星際介質中存活5億年,並且可以反射三分之二的陽光。
如果情況完全屬實,奧陌陌則可能是一顆類似矮行星、冥王星一類的系外行星碎片。
未來的探測器會對其進行實測
基於氮冰的理論,有人也提出了氫冰的可能。奧陌陌可能存有大量的氫冰,如果情況屬實,這表明它起源於星際分子雲的核心。
由於太陽的熱量會導致氫升華,進而推動奧陌陌的運動。
不過受地球大氣層的影響,這種現象很難被直接觀察到。但是在後來的證明中,奧陌陌的氫冰不能由小顆粒組成。
如果想要在星際空間中不被蒸發,它必須在4000萬年前就在太陽系附近形成。
奧陌陌過去的部分數據整合
與可能外星探測器相比,越來越多的科學家認為它只是的一個普通的天體。
但真相只有真正了解了才會清晰,趁着它還沒有完全遠離我們,這個謎團或許還將繼續及等待答案的出現。