神秘的星際訪客

邱晨輝

奧陌陌是一個闖入太陽系的天體，也是人類在太陽系探測到的第一個系外造訪的星際天體。不過，它究竟是什么，是一艘外星飛船，一顆來自外星系的彗星，還是一顆小行星？這個問題曾經(jīng)難倒全球無數(shù)天文學家。最近，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。

有關奧陌陌的身世之謎，就此完全解開了嗎？

“看不見”的客人

在破解這個天文問題的過程中，天文學家像偵探破案一樣，一邊給出猜測，一邊進行驗證。2017年10月，這個長約100米、長短軸比例為6：1到10：1的小天體，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/秒。

這個速度引起了天文學家的注意。天文學家初步判斷，這個家伙來自太陽系之外。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(xiàn)的第一個星際天體，奧陌陌的到來，引起了全球的廣泛關注。

它到底是誰？彗星？這是其中一種猜測。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(diào)用了幾乎所有的天文望遠鏡，天文學家仍未發(fā)現(xiàn)這位星際訪客身上有任何彗星的影子——從中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(xiàn)有的技術，難以捕捉其運動速度和亮度。2018年，天文學家派出了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，最終卻以失敗告終。

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，似乎就這樣“消失”了。

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，目前正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。

在對軌道數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計研究之后，天文學家發(fā)現(xiàn)，只有引入一個相當大的非引力項，才能使奧陌陌的軌跡得到合理解釋。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。

“它有沒有可能是被原來所在的恒星‘甩出去的？”張韻做了一個大膽的假設。就這樣，最新一次的“偵破”開始了。

率先登場的是超級計算機，其強大的算力幫助天文學家做了數(shù)值模擬，結果發(fā)現(xiàn)，恒星的潮汐力，的確會將天體撕成許多細長的碎片，同時，還會讓一部分碎片的速度增大逃離恒星，從而成為一個星際天體。

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(shù)高于5：1，有些甚至高于10：1。這就在某種程度上，解釋了奧陌陌極其特殊的狹長外形。

至于這些星際訪客的非引力加速度，也有了一個解釋。

根據(jù)熱力學分析，一些升華溫度較高的可揮發(fā)性物質(zhì)——比如水冰，能夠在地下數(shù)十厘米的地方保存完好。在奧陌陌的太陽系短途旅行中，這些剩余的水冰，就會被太陽的熱輻射激活噴發(fā)，從而提供了人類所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，如果用一句話來說，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——一個被原行星系統(tǒng)中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片。

還有更多的奧陌陌嗎

一個奧陌陌走了，還會不會有更多的奧陌陌前來？甚至，太陽系在自己內(nèi)部會不會“甩出”奧陌陌？這些是奧陌陌留給天文學家的新問題。

張韻的觀點是，對太陽而言，其密度相對較低，不足以產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。相應地，人類在太陽系內(nèi)也并未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生過類似奧陌陌的小天體。

不過，在張韻看來，類似奧陌陌的星際天體穿越太陽系，并非一個偶然事件。

“從概率上估計，每個太陽系周圍的恒星系統(tǒng)，平均至少產(chǎn)生百萬億數(shù)量級的類似星際天體，才能夠解釋奧陌陌闖入太陽系事件的發(fā)生概率?！睆堩嵳f。

事實上，通過分析可能的母體來源及數(shù)量分布，天文學家發(fā)現(xiàn)，從數(shù)千米直徑的彗星，到地球大小的行星，都有可能是類似奧陌陌星際天體在被潮汐作用撕碎甩出前的母體，而這些母體所產(chǎn)生的星際天體數(shù)量，恰好可以解釋奧陌陌的出現(xiàn)概率。

“在奧陌陌之后，人們不得不徹底改變自身對于星際天體的認知?！眾W陌陌國際空間科學研究所共同負責人馬修·奈特說。

張韻也認為，隨著中國和國際上各個巡天望遠鏡的建設和投入使用，未來將會在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)更多的星際天體，天文學家也將會更深入地了解這些天體的性質(zhì)，對星際天體的數(shù)量會有更精確的評估。

那時，人類會不會有更多新的發(fā)現(xiàn)，尤其是在生命起源、外星生物方面有所突破？

耶魯大學天文系教授格雷戈里·拉夫林說：由于這些星際天體在被“甩”出去之前，反復經(jīng)過原行星系統(tǒng)的宜居帶，這意味著，那些組成生命的有機物質(zhì)，很可能會通過這些天體，在星際之間進行傳播。而這些，將為人類探索生命起源的奧秘提供新的思路。

（摘自2020年4月21日《中國青年報》，魏克圖）