天外来客
在宇宙中无时不刻都在发生一些特别有意思的事情,比如彗星的来访,或者是一颗年轻恒星在行星系统中升起。
又或者, 隐蔽的天外来客 正向其他星球走去。
当然,这个天外来客并不是什么科幻电影里的外星人或者宇宙飞船。
它只是一个正在漫无目的游荡的 小型天体 , 奥陌陌 。
这个名字听上去挺奇怪的对吧,实际上这是它的夏威夷语名字「Oumuamua」,意思是「 先到先得的信使 」。
2017年10月的时候,夏威夷大学的天文学团队在一次观察中搜寻到了一个不太寻常的物体,因为它是 第一个 访问我们太阳系的星际天体。
奥陌陌,首个太阳系外来天体
在完成基本的命名后,美国宇航局近地天体观测计划资助了对其长期观察的研究,相关计划主要是发现并跟踪地球附近的小行星和彗星。
虽然 最初这颗天体被划分为 彗星 ,但是在初期的观察中,人们发现这个天体的表现并不简单。
它以每小时 87.3公里 的速度 飞过太阳 ,并且没有表现出彗星应有的样子。
后来的观测中发现这颗小型天体还在轻微地加速,这才将其归纳为彗星。
奥陌陌在太阳系的活动轨迹
关于奥陌陌的轨迹观测和结论主要来自美国夏威夷的天文望远镜,另外还有 太空卫士调查任务 ,以及加拿大-法国-夏威夷望远镜的数据。
奥陌陌应该是从银河系远方进入太阳系
从望远镜的直接观察来看,奥陌陌很小而且不是很亮,最初在观察活动中甚至没有发现它。
由于它的星等太低,亮度限制在 13.5等 ,到了2017年10月份的时候,奥陌陌已经衰减到 23等 的样子。
在后续的观察中,海尔望远镜的 光谱分析 显示,奥陌陌的光谱主要为红色, 类似于彗星核 。
威廉赫谢尔望远镜的记录表示它的信噪比没有什么特点,多种观察记录显示,奥陌陌的光谱类似于D型小行星的光谱。
另外它的 运动轨迹 也十分特别,奥陌陌没有自己的自转轴,它的运动方式可能是以 翻滚的状态 进行。
科学家认为,奥陌陌独特的运动方式可能是起源于它所在的天体系统中的一次碰撞。
并且这种运动的消散时间尺度非常长,至少需要 10亿年 的消耗才能终止,所以它也一直呈现出翻滚的状态。
在对奥陌陌进行 光变曲线观测 后,天文学家发现了它的光变曲线有着巨大的变化。
通过光变曲线可以大致推断出来奥陌陌 究竟长啥样 ,但研究观测表明它可能是任何东西。
奥陌陌可能是扁的
宇宙雪茄还是大煎饼
奥陌陌的光变曲线显示它的高度被拉长, 可能像一根雪茄状的物体 ,并且与太阳系中类似的拉伸物体相比,奥陌陌的拉伸长度还要更加夸张。
奥陌陌还表现出 扁平的状态 ,这使得它的外形可能是煎饼或是 扁平的圆形球体 。
总之,如此特殊的形态表现和大幅度的光变曲线变化都说明, 奥陌陌的运动状态十分不稳 。
对奥陌陌的光变曲线分析展示的可能性
不过在2019年的一篇论文中,研究人员对其进行了建模。
他们发现奥陌陌最好的模型表现是雪茄形,或者 1:8的纵横比 。
奥陌陌能够表现出这样怪异的形态,也有科学家表示,这种极端形状可能是由于蒸发导致的结果。
由数字化构建的奥陌陌模型
从理论上来讲,它在进入太阳系之前应该不是这样的,至少应该是 2:1 的外形。
在它到达近日点的一个月后,由于太阳的能量使得它 蒸发了自身92%的质量 。
除此之外,奥陌陌的光变曲线观测表明,它 可能含有致密的金属岩石 。
由于长期在星际空间中接受宇宙射线照射,最终这些 含有金属的岩石变成了红色 。
有人认为奥陌陌的表面或许存在托林,这是一种在太阳系长期暴露下由辐照催生的有机化合物,能够帮助科学家判定表面的年龄。
长期的暴露使其略带金属红色
奥陌陌的运动轨迹表现也是科学家十分疑惑的一个地方,在长达80天的研究中,科学家发现它的 轨道离心率为1.20 ,这意味着它的运动速度 超过了太阳的逃逸速度 。
所以,从这方面来讲,奥陌陌只会成为太阳系的一位游客。
说它是彗星的推测主要来自奥陌陌的 非重力加速度 ,它的表现与太阳辐射压力的推动一致。
奥陌陌的自身运动轨迹
在它最接近太阳的位置期间,由此产生的速度变化总计大约在 每秒17米 。
正是由于这种变化,科学家才将其初步指向彗星。
彗星的彗尾 作为一个明显的特征,奥陌陌在靠近太阳时出现了蒸发,物体内部的挥发性物质会带来彗星般的效果。
但是这种放气过程会因奥陌陌自身拉长的形状 导致自旋发生变化 ,最终撕裂物体。
自身的气体释放可能会改变其运动形态
但是奥陌陌的 自旋稳定性 表明,它 并没有受到这种情况的影响 ,这更让科学家们感到疑惑。
要说它来自哪里,天文学家认为奥陌陌的家乡应该在织女星系,可能是里面其中某个星系的一部分。
相关研究表明,奥陌陌的运动速度接近当地的 静止标准 ,这意味着他已经 多次绕行银河系 ,甚至可能源于银河系一个完全不同的部分。
就当下来讲,科学家也不知道它究竟在宇宙中游行了多久。
不过, 科学家对奥陌陌最大胆的猜测却是 光帆飞行器 。有科学家认为,奥陌陌可能的扁平形状,还有它被太阳推走的状态,就像是光帆一般。
而它每8小时翻滚一次让人不得不思考起里面的运动规律,这与飞行器实在太相似了。
未来的计划
然而美国科学家提出的光帆飞行器的假说很快就遭到了国内中山大学天文学教授刘尚飞的否定。
在他看来,如果这个东西真的是光帆飞行器,那么它的反射光点应该不止一处,而是有多个敌方都存在反光点,这样符合光帆在宇宙中的表现。
真实的光帆飞行器
另外 从奥陌陌的星等状态来看 , 如果它是光帆飞行器 ,那么它的亮度应该十分明亮才对,但是已有的观察都表明奥陌陌的 表面乌漆嘛黑 ,很难被人们发现。
就目前来讲,所有关于奥陌陌是外形探测器的可能性都是基于现有的观察进行高度的推测,如果仅是觉得这个结论比较有意思可能还无伤大雅。
但是想要好更好地解释奥陌陌的行为以及表现,科学家表示应该收集 更好的科学数据 来说明这种情况。
目前英国的星际研究倡议启动了 天琴座项目 ,该项目会发射探测器前往奥陌陌进行重新评估,预计会在 未来5~25年 的时间完成。
现在关于奥陌陌的讨论已经变得逐渐清晰起来,科学家将更多的讨论放在了天体研究中。
根据过去的观测来看, 奥陌陌的 氮冰 可以解释其自身为什么没有放气过程 。
奥陌陌携带的与自身质量相当的氮冰可以在星际介质中存活5亿年,并且可以反射三分之二的阳光。
如果情况完全属实,奥陌陌则可能是一颗 类似矮行星、冥王星一类的系外行星碎片 。
未来的探测器会对其进行实测
基于氮冰的理论,有人也提出了 氢冰的可能 。奥陌陌可能存有大量的氢冰,如果情况属实,这表明它起源于星际分子云的核心。
由于太阳的热量会导致 氢升华 ,进而推动奥陌陌的运动。
不过 受地球大气层的影响 ,这种现象很难被直接观察到。但是在后来的证明中,奥陌陌的氢冰不能由小颗粒组成。
如果想要在星际空间中不被蒸发,它必须在 4000万年前 就在太阳系附近形成 。
奥陌陌过去的部分数据整合
与可能外星探测器相比,越来越多的科学家认为它只是的一个普通的天体。