這幅藝術(shù)家的插圖展現(xiàn)的是首顆已知恒星際天體奧陌陌從太陽(yáng)系經(jīng)過。2017年10月19日，夏威夷的Pan-STARRS 1望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了這個(gè)奇特的天體。世界各地天文臺(tái)的后續(xù)觀測(cè)顯示，它與太陽(yáng)系中通常發(fā)現(xiàn)的任何天體都不像。

圖源：ESO/M. KORNMESSER

撰文：NADIA DRAKE

2017年底，一位非同尋常的天外來客從太陽(yáng)系穿過。這個(gè)巖質(zhì)小天體并非來自地球附近，而是誕生于一個(gè)十分遙遠(yuǎn)的恒星系。

這位星際來客被發(fā)現(xiàn)它的團(tuán)隊(duì)命名為“奧陌陌（‘Oumuamua）”，在夏威夷語(yǔ)里的意思是“首先到達(dá)的遠(yuǎn)方信使”。它帶給人們的困惑可不止一星半點(diǎn)。夏威夷毛伊島上的哈雷阿卡拉天文臺(tái)的Pan-STARRS項(xiàng)目最先發(fā)現(xiàn)了它，而翻滾的它加速的方式，無(wú)法單靠引力來解釋。根據(jù)它所反射的光線來看，奧陌陌似乎呈細(xì)長(zhǎng)的雪茄形狀，跟我們太陽(yáng)系里的任何天體都不一樣。

新的電腦模擬揭示了這個(gè)奇異的恒星際天體可能的起源：一顆行星被其宿主恒星撕碎，留下了一些瘦長(zhǎng)的碎片。幾百萬(wàn)年甚至幾十億年之后，這些碎片進(jìn)入了恒星際空間，奧陌陌則來到了我們的太陽(yáng)系。這些電腦模擬指向了奧陌陌可能起源的三種母星系，而且解釋了其狹長(zhǎng)的形狀和可疑的運(yùn)動(dòng)模式。

近日，該電腦模擬結(jié)果發(fā)表在了《自然·天文》上。該論文的第一作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)張韻博士說：“奧陌陌使人們難以解釋其起源。在我們的研究之前，沒有算法能產(chǎn)生這種細(xì)長(zhǎng)的形狀?！?/p>

遙遠(yuǎn)的奧秘

過去，天文學(xué)家總是懷疑恒星際天體會(huì)進(jìn)入我們太陽(yáng)系，發(fā)現(xiàn)它們只是時(shí)間問題。但是，他們猜測(cè)這些天體可能更像是最近發(fā)現(xiàn)的恒星際彗星Borisov。彗星Borisov帶著冰凍的光暈，最終解體，看上去就像是我們太陽(yáng)系里的冰凍天體。

美國(guó)耶魯大學(xué)天文學(xué)教授 Greg Laughlin說：“有了彗星Borisov，我們確切地知道我們能預(yù)料恒星際訪客會(huì)做什么，像什么。關(guān)于它的一切都太過于稀松平常。但他與奧陌陌形成了鮮明的反差，奧陌陌就沒有什么是稀松平常的?！?/p>

除了有冰和像彗星，奧陌陌還是巖質(zhì)的、干燥的，更像是一顆小行星。它太小太暗，難以直接觀測(cè)其表面，因此，天文學(xué)家根據(jù)其翻轉(zhuǎn)時(shí)反射光線的方式來推斷其形狀。它奇特、細(xì)長(zhǎng)的形狀立即激起了人們對(duì)其起源的猜想。當(dāng)天文學(xué)家繼續(xù)觀測(cè)奧陌陌的路徑時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，它幾次奇怪的加速應(yīng)該歸因于其表面下方噴出的水蒸汽。

張韻介紹，最晚在去年，奧陌陌的起源仍然是個(gè)迷，但是，“所有這些謎團(tuán)都能被我們的設(shè)想解開?！?/p>

太空雪茄制作指南

張韻及其同事、美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校的林潮教授考慮了這種可能性，即奧陌陌來自于一個(gè)星系，有若干行星或微行星圍繞一顆小而致密的中子星公轉(zhuǎn)，這顆中子星有足夠的引力來毀滅靠得太近的星球，而非先將其燒成灰燼。

該團(tuán)隊(duì)假設(shè)了繞這類恒星公轉(zhuǎn)的三種天體的軌跡，分別是直徑800米的微行星、類似彗星的冰凍天體和如超級(jí)地球一般的較大行星。

張韻和林潮發(fā)現(xiàn)，如果這些天體中的任何一個(gè)與恒星的距離小于35萬(wàn)千米，就會(huì)被翻轉(zhuǎn)、拉長(zhǎng)，并被恒星的引力撕碎，這一過程被稱作潮汐力瓦解現(xiàn)象。天體越小，要被撕開就要靠得越近。根據(jù)來源行星的成分不同，一些碎片可能變成像奧陌陌一樣翻滾的、超級(jí)細(xì)長(zhǎng)的天體。由于這一過程十分劇烈，許多碎片將被甩進(jìn)恒星際空間，一去不返。

耶魯大學(xué)天文學(xué)教授 Greg Laughlin稱：“大自然不會(huì)產(chǎn)生大量碎片一樣的天體，而潮汐瓦解現(xiàn)象又確實(shí)能自然而然地產(chǎn)生碎片，這一事實(shí)使得這個(gè)研究理念非常巧妙，而他們?cè)谔骄窟@一理念過程中做出了非常完整和細(xì)致的工作?！?/p>

電腦模擬還表明，當(dāng)母體星球被撕開時(shí)，恒星的熱量會(huì)融化碎片，并使其表明的水汽化。但這些碎片深處埋藏的冰層卻能保存下來，這就可以解釋人們之前猜測(cè)奧陌陌靠近太陽(yáng)時(shí)釋放出水蒸汽來獲得非引力加速。

當(dāng)這些行星碎片融化并重新硬化時(shí)，巖石變得更加堅(jiān)硬，形成牢固的外殼，就像是融化后冷卻的巧克力。張韻說：“當(dāng)表面凝固后就更難將其拆散了?！边@一回火過程或許能解釋奧陌陌在經(jīng)過太陽(yáng)時(shí)為何沒有像彗星Borisov一樣碎掉。

雪茄形，還是煎餅形？

同樣從事星際天體研究的新西蘭坎特伯雷大學(xué)的Michele Bannister稱，這些電腦模擬出色地解釋了奧陌陌這類天體的形成原因。她說：“我認(rèn)為，他們所提出的機(jī)制的可能性，比其他的更大?！彼赋?，奧陌陌是來自于一顆彗星這個(gè)說法最能說得通，而來自于一個(gè)超級(jí)地球大小的行星則不那么令人信服。

但是，她和Laughlin對(duì)這個(gè)謎團(tuán)還有另外的疑慮：他們對(duì)奧陌陌的雪茄形狀持懷疑態(tài)度，矛頭指向的是去年夏季發(fā)表的一篇論文，該論文重新梳理了對(duì)奧陌陌的院史觀測(cè)數(shù)據(jù)。較新的分析總結(jié)稱，奧陌陌可能實(shí)際上呈煎餅形。Bannister將這個(gè)形狀比喻成塞得過滿的圓面餅，與外太陽(yáng)系天體MU69（又名Arrokoth）形似。

Bannister說：“我們讓新視野號(hào)探測(cè)器飛掠了MU69，然后發(fā)現(xiàn)了什么？我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)塞得過滿的圓面餅黏在一起。真是有意思，又讓人浮想聯(lián)翩?！?/p>

如果奧陌陌并非狹長(zhǎng)的巖質(zhì)碎片，那么，它的真正起源仍是一個(gè)謎團(tuán)。

Laughlin說：“如果你假設(shè)這個(gè)天體是雪茄形的，從頭到尾就能說得通它到底是啥。但是，如果奧陌陌真是煎餅形的，那么，一切又得回到原來的謎團(tuán)中?！?/p>

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