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神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?

集錦科學:在人類沒有任何預知的情況下,一顆神秘天體闖入太陽系,成為瞭人類所知的第一顆進入太陽系的系外天體。從此,關於它的來歷,人們展開瞭自己豐富的想象……
遠方的來客
我們都知道宇宙中充滿瞭各種各樣的天體,它們有規則地運動著,但是由於環境的變化,它們有時候也會打破規矩,毫無章法地到處亂跑。

神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?-圖1

2017年10月19日,位於夏威夷的泛星巡天望遠鏡觀測到瞭一顆神秘的天體,正在距離地球僅僅3000萬公裡處快速移動。最初他們以為自己發現瞭一顆彗星,但隨後位於智利的甚大望遠鏡指出:它並沒有彗發。
科學傢隨後對它的觀測更讓人意外:對於太陽系的天體來說,科學傢們計算其運行軌跡是非常輕松的,但是在計算瞭這顆天體的軌跡後再觀測,發現它並沒有按照隻受太陽引力的作用下所應該具備的運行規律來飛行。如下圖所示,紅線是科學傢計算隻在太陽引力作用下時它應有的軌跡,藍線是實際的軌跡。

神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?-圖2

因此科學傢推測,這顆天體並不是來自於太陽系,而是一個來自遙遠宇宙的不速之客。於是,科學傢用夏威夷語中“遠方信使”的詞語為它命名,也就是Oumuamua,國際天文聯合會官方名稱1I/ʻOumuamua,音譯到中文就是奧陌陌。
自從奧陌陌被發現後,天文學傢們就對它的身份充滿瞭懷疑,甚至有哈佛大學的科學傢發表論文,認為奧陌陌可能是外星人的宇宙飛船。盡管外星人或者UFO這種推測從來都是可能性最低的猜想,但人們始終樂此不疲地為此浮想聯翩。

神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?-圖3

後來的研究基本已經證明,奧陌陌不可能是所謂的外星人飛船。不過,它的來源之謎始終懸而未決。最近,我國和美國的科學傢聯合團隊,終於找到瞭這個未解之謎的開門之鑰。
奧陌陌的起源
奧陌陌的獨特之處,不僅在於它的來源,還在於它的形狀。這顆曾被描述為雪茄形狀的天體,長度有大約400米,寬度卻隻有40米,呈現出偏紅的顏色。那麼,它為何會呈現出如此詭異的細長形狀呢?這種詭異的顏色又是從哪裡來的呢?
來自中國科學院國傢天文臺張韻博士與美國加州大學聖克魯茲分校林潮教授在經過研究後終於得出結論,並發表於4月13日的《自然·天文》雜志,向世人揭示瞭奧陌陌的形成之謎。

神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?-圖4

他們認為:奧陌陌這樣獨特的形狀,基本不可能是天然形成的,而是經歷瞭某種劇變後才形成的。他們想起瞭26年前的一場宇宙變故,似乎看到瞭奧陌陌的歷史。
1994年,天文學傢永遠不會忘記的一年。在那一年,蘇梅克·列維9號彗星在經過木星的時候,被撕碎成21個碎片,墜毀在木星表面。他們想:難道奧陌陌也曾經遇到過這樣的情況,而它就是其中一個碎片?
不過,和蘇梅克·列維9號彗星不同的是,奧陌陌經歷的可不是木星,而是一顆恒星!
被恒星五馬分屍
兩位科學傢利用計算機模擬的方式,推測瞭奧陌陌被“五馬分屍”的經歷,並且解釋瞭奧陌陌的許多謎題:

神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?-圖5

藝術傢描繪的奧陌陌潮汐撕裂形成過程(來源:北京天文館/喻京川)
首先,它分裂前的本體路過瞭一顆恒星,在恒星潮汐力的作用下,它被撕成瞭碎片,就像那顆可憐的彗星一樣。而且,在恒星的炙烤之下,這一塊碎片被加熱、融化並被拉長。幸運的是,它並沒有就此墜毀在恒星上,而是最終逃離瞭恒星。隨著距離恒星越來越遠,奧陌陌逐漸冷卻,最終形成瞭現在的模樣。因此,他們才推測撕碎奧陌陌的不是行星,而是恒星。
另外,融化又冷卻的過程,還可以解釋其他一些關於奧陌陌的神秘現象。
張韻博士解釋說:“潮汐力導致的斷裂過程中的熱擴散現象也會消耗大量的揮發物,這不僅可以解釋奧陌陌的表面顏色和沒有可見彗發的現象,而且還可以解釋它為何如此幹燥。"還表示:"盡管如此,那些埋藏在地表下的升華溫度較高的揮發物(如水冰等),還是會以固體的形式存在。"

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近距飛越恒星潮汐撕裂過程示意圖(來源:國傢天文臺/張韻)
因此,當奧陌陌在星際空間中飛行的時候,它還能保持形態。但是靠近太陽的時候,由於重新被加熱,表面以下的一部分揮發物被加熱、泄漏,於是我們就看到瞭它加速的現象。
雖然這個過程看起來相對完善,但是他們目前也無法確定奧陌陌的母體到底是什麼模樣的。因為不論是彗星、行星碎片、甚至是超級地球,隻要條件合適,都有可能被摧毀成奧陌陌的形狀。
你可能會說:這種情況也太少見瞭吧,一顆小天體經過恒星被撕碎,還能夠逃離的概率,未免也太低瞭。
的確,這種可能性的確很低。據張韻估算,太陽系周圍的其他恒星系平均出現上百萬億次這樣的星際天體,才會有一顆像奧陌陌這樣的天體被我們觀測到。

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張-林數值模擬得到的奧陌陌(來源:國傢天文臺/張韻)
"被潮汐撕碎的假說不僅提供瞭形成奧陌陌這一顆天體的方法,而且還能給大量的類似小行星的星際天體群提出一個合理的解釋。"
當然,他們對於奧陌陌形成的理論,也隻是基於計算機模擬和理論推導的結果,雖然看起來非常合理,但畢竟沒有親眼見證,不能完全確定。不過,這至少提供瞭一個方向和可能,也許這就是正確答案呢!
不過,雖然外星人飛船的說法基本上已經可以完全否定瞭,但是也不代表奧陌陌和生命完全無關。由於奧陌陌在星際旅行的過程中會穿越某些星系的行星帶,因此也可能會產生傳遞生命的契機。
隨著世界各國觀測設備的不斷提升和完善,我們肯定還會發現越來越多的太陽系外天體,比如2019年時發現的第二顆太陽系外天體2I/Borisov 彗星。隨著我們發現的太陽系外天體越來越多,我們也將越來越瞭解它們。畢竟奧陌陌已經一去不復返,預計它終將脫離太陽系,繼續孤獨之旅,與我們永別。因此,對於它的瞭解,隻能依靠和它一樣的流浪天體瞭。

神秘天體奧陌陌究竟是什麼?它是怎麼來到太陽系的?-圖8

哈勃太空望遠鏡拍攝到的2I/Borisov
我們期待著越來越多太陽系外天體的到來,讓我們更加瞭解那個我們目前還無法探索的世界。對於現在仍然困於太陽系的人類來說,這些遠方的來客就是宇宙給我們的禮物,看一看外面的世界。也許某一顆遙遠世界的天體,在不遠的將來,就會帶著讓我們震驚的消息靠近地球……

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