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(xué)家。最近，天文學(xué)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(jié)論的是中國科學(xué)院國家天文臺博士后張韻與美國加州大學(xué)圣克魯茲分校教授林潮。

有關(guān)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(xué)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(dá)到44公里/秒。

這個速度引起了天文學(xué)家的注意。天文學(xué)家初步判斷，這個家伙來自太陽系之外。那一年，國際天文學(xué)界給它取了名字，叫“奧陌陌”，意思是“遠(yuǎn)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(guān)注。

它到底是誰？彗星？這是其中一種猜測。全球不少天文學(xué)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(yuǎn)鏡，天文學(xué)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(xué)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(shù)，難以捕捉其運動速度和亮度。2018年，天文學(xué)家派出了人類有史以來最大的太空紅外望遠(yuǎn)鏡——斯皮策太空望遠(yuǎn)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(yuǎn)，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(guān)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(fù)返。

在對軌道數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計研究之后，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，只有引入一個相當(dāng)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(shè)。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(xué)家做了數(shù)值模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，恒星的潮汐力，的確會將天體撕成許多細(xì)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(yīng)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(xué)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(xué)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(yīng)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(xué)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(rèn)知?！眾W陌陌國際空間科學(xué)研究所共同負(fù)責(zé)人馬修·奈特說。

張韻也認(rèn)為，隨著中國和國際上各個巡天望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)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(xué)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(xué)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(fù)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）