神秘的星際訪客“奧陌陌”究竟是什么？

邱晨輝

有一天，一個叫“奧陌陌”的小家伙不甘寂寞，它不知來自何方，卻大大咧咧闖進了太陽系，有幸成為第一個被人類觀察到的系外星際來客。它究竟是什么？一顆來自外星系的彗星，一顆流浪的小行星？如果說它是彗星或小行星的話，為什么它又能夠偏離既定軌道“想去哪就去哪”？這些問題曾經難倒全球無數天文學家。

“看不見”的客人

2017年10月，一個長約100米、長短軸比例為6∶1到10∶1的小型天體，以每秒25.5公里的速度第一次闖入太陽系，隨后一度達到44公里每秒，這個速度引起了天文學家的注意。更讓人驚訝的是，這位星際訪客的運動軌跡沿雙曲線運行，明顯不同于普通太陽系的小行星或彗星。那一年，國際天文學界給它取了名字，叫“奧陌陌”，意思是“遠方的信使”。作為人類發(fā)現的第一個星際天體，奧陌陌的到來，引起了全球廣泛關注。

天文學家初步判斷這個家伙來自太陽系之外，因為它已經遠遠大于太陽系內那些小天體的長短軸比例，具有極其特殊的狹長外形，很像雪茄的形狀。它到底是誰？

它是彗星嗎？由于奧陌陌來自太陽系之外，而現有的行星系統(tǒng)理論認為，彗星更容易被其原有行星系統(tǒng)“甩出”。且從人類過往的觀測經驗來看，由于彗星比同尺寸的小行星更為明亮，故可觀測到的星際天體，大多也是彗星。

全球不少天文學家都行動了起來，他們希望利用觀測的手段，來驗證奧陌陌屬于彗星這一猜想。然而，即便調用了幾乎所有的天文望遠鏡，天文學家仍未發(fā)現這位星際訪客身上有任何彗星的影子——因為從它身上并不能找到向外噴射氣體和塵埃的跡象。

于是天文學家有了一個新的推測：奧陌陌，有沒有可能是一顆小行星？但令他們無奈的是，奧陌陌是一個“看不見的客人”——人類僅憑現有的技術，難以捕捉其運動速度和亮度，只能得到一個粗略的光譜，其中并沒有物體反射率的詳細信息。

2018年，天文學家用人類有史以來最大的太空紅外望遠鏡——斯皮策太空望遠鏡，試圖再次捕捉奧陌陌的身影，然而最終卻以失敗告終?！八扬w得太遠了，人類的任何望遠鏡都無法探測到它?！彼蛊げ咄h鏡團隊科學家這樣解釋。

就這樣，奧陌陌漸行漸遠，在人們還未看清它之前，這位神秘的星際訪客似乎就“消失”了。

諸多未解之謎

在奧陌陌消失兩年后，關于它的諸多謎團仍未解開，比如它的運行軌跡。這位訪客似乎來去自如，不受太陽系束縛，沿著雙曲線軌跡運行，幾年后或許就會穿過太陽系，一去不復返。

但天文學家卻不愿意放過這個千載難逢的機會，從某種意義上說，在奧陌陌之前，人類還從未有如此的機會近距離了解太陽系以外的東西。

在對奧陌陌軌道數據進行統(tǒng)計研究之后，天文學家發(fā)現，只有引入一個相當大的非引力項，才能使其軌跡得到合理解釋。換言之，這位星際訪客之所以可以加速離開太陽系，是受一種非引力的動力影響。

這再次讓天文學家想到了彗星——彗星向外釋放氣體的行為，能夠提供這樣的一個非引力加速度。然而，這又和人們之前對奧陌陌“不是一顆彗星”的猜測相悖。

還有一種解釋，就是奧陌陌是因為借助了太陽光壓，才有了非引力加速度，

但這樣意味著奧陌陌的面積和質量之比必須非常大，密度非常低。研究進程一時間陷入僵局，奧陌陌的起源，令天文學家們十分困惑，甚至還有科學家猜測，奧陌陌或許與外星生物存在某種關聯——它是不是外星文明的飛行器呢？

神秘面紗被揭開

就在學界一籌莫展之際，有天文學家交出了最新答卷：這位星際訪客，很可能是一個行星天體的碎塊。

給出這一結論的是中國科學院國家天文臺博士后張韻與美國加州大學圣克魯茲分校教授林潮，他們把研究結果發(fā)表在國際學術期刊《自然-天文》上，其中提到他們通過數值模擬，第一次全面系統(tǒng)地復現了奧陌陌的所有特征。

“它，有沒有可能是被原來所在的恒星給‘甩出去的？”張韻作了一個大膽的假設。

根據奧陌陌的光譜性質，天文學家發(fā)現，這個訪客在它原來所在的行星系統(tǒng)中近距離飛越恒星時，曾經受到恒星的強烈熱輻射影響。張韻認為，如此近距離的接觸，可能會讓奧陌陌的母體在恒星的潮汐作用下被撕裂，并將奧陌陌甩出原系統(tǒng)。

“正是這個看似最平凡的性質，啟發(fā)了我們著手研究潮汐撕裂星際天體形成理論。”張韻說。

借助超級計算機強大的計算能力，研究團隊做了數值模擬，結果發(fā)現，恒星的潮汐力，的確會將天體撕碎成許多的細長型碎片，同時潮汐作用還會讓一部分碎片的速度增大，以至于超過恒星的逃逸速度。換句話說，這些被撕碎的碎片就會逃離恒星，成為一個個單獨的星際天體。

相應地，超級計算機也“畫出”了這些碎片的樣子：其長短軸的比例，大多數高于5∶1，有些甚至高于10∶1，這就是為什么奧陌陌擁有極其特殊的“雪茄狀”狹長外形。

更為重要的是，數值模擬結果顯示，在潮汐撕碎的過程中，這些碎片的表面將在恒星灼烤下最終熔化，而當它們遠離恒星時，這些熔化的表面將會重新凝結。這一熔化——凝結的過程最終讓碎片的整體結構具有很強的黏結力，從而維持其細長結構的穩(wěn)定性。

隨著潮汐撕裂星際天體理論的出爐，曾經困擾人類的諸多問題的答案，似乎都一一浮出了水面。

根據數值模擬，恒星輻射會對這些碎片的內部進行加熱，導致這些碎片體內可揮發(fā)性的氣體消耗殆盡?！斑@樣一來，這些碎片將失去明顯的彗星活動表現，而它們的光譜性質，則具有小行星的特征?！睆堩嵳f。

對于這些星際訪客所受非引力加速度的由來，也有了一個解釋。根據熱力學分析，一些升華溫度較高的可揮發(fā)性物質——比如水冰，能夠在地下數十厘米深度的區(qū)域保存完好。

這些水冰對于奧陌陌的旅行，可是起了大作用。張韻說，在奧陌陌的太陽系短途旅行中，這些剩余的水冰，會被太陽的熱輻射激活噴發(fā)，為奧陌陌提供人類所能觀測到的非引力加速度。

至此，奧陌陌的神秘面紗基本被揭開了，簡而言之，這位星際訪客很可能就是太陽系之外一個行星天體的碎塊，是一個被原星系中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片。有科學家認為，類似奧陌陌這樣的星際天體，在被甩出原星系之前，很可能會反復經過原星系的宜居帶，那些組成生命的有機物質，很可能會通過這些天體，在星際之間進行傳播——這是否會為人類探索生命起源的奧秘提供新的思路呢？

隨著中國和全球巡天望遠鏡的建設和投入使用，未來，人類將會在太陽系內發(fā)現更多的星際天體。那時候，人類會不會有更多新的發(fā)現？尤其是在生命起源、外星生物方面有所突破呢？讓我們拭目以待吧！