“奧陌陌”的身份之謎

張唯誠

神秘的外星訪客

這個被稱為“奧陌陌”的星際物體一直是個謎，它于2017年被發現時就引得人們眾說紛紜。“奧陌陌”在夏威夷語中有“遠方使者”之意，它是第一個已知的經過太陽系的星際天體，關于它是什么、來自哪里，則有很多不同的說法。不過現在，天文學家們給出了新的解釋。

“奧陌陌”的神秘現身發生在2017年10月19日。這天早上，天文學家們發現安裝在夏威夷群島哈雷阿卡拉火山上的泛星計劃望遠鏡捕捉到了一個不尋常的光點，它正在快速地穿越太陽系。哈雷阿卡拉火山的海拔高度是3052米，觀測條件非常好，而泛星計劃望遠鏡負責監視所有可能撞擊地球的天體，一旦發現了可疑的天體，望遠鏡就將快速追蹤它的蹤跡，通過速度和位置計算它的運行軌道。

“奧陌陌”的飛行速度非常快，從亮度變化上判斷，它的形狀很不規則且很有可能在進行著周而復始的翻滾。更為奇怪的是，人們觀察到這個天體還存在著令人不解的加速行為，因此人們對它的猜測也多種多樣：這是小行星？彗星？或者是一艘外星飛船？

“奧陌陌”確實首先使人想到了小行星，然而它奇怪的加速行為使小行星的說法受到了質疑。一些人認為，它更像是一艘可控制飛行狀態的外星飛船，例如光帆太空船。這種太空船有著巨大的光帆，借助太陽光產生的光壓來獲取推力。它最適合進行距離遙遠的太空旅行，是很理想的進行星際飛行的航天器。

不過，這種推測還是無法解釋“奧陌陌”的翻滾行為。這是因為光帆太空船需要將帆始終對著光源，并且相較于進行星際旅行的太空船，“奧陌陌”的運行速度似乎顯得太慢，這讓天文學家們更加堅信“奧陌陌”是一個自然產生的物體。

鎖定“類冥天體”

在宇宙中，有些自然產生的物體也是會出現加速行為的，最典型的就是彗星。在太陽系里，彗星是一種冰凍的天體，通常擁有一個偏心率很高的橢圓軌道。當它們從太陽附近飛過時，太陽的熱量會加熱它們的表面，其上的物質會蒸發掉一些，太陽的光壓和太陽風把這些物質推向遠離太陽的地方，形成彗尾，這就形成了彗星。

當彗星被陽光照射時，受光面的冰會蒸發，蒸發使彗星獲得了一點火箭般的推力，其速度會發生變化。在這一點上，“奧陌陌”有點像彗星。在受到太陽光的照射后，它的運行速度比重力本身所允許的速度略快，但“奧陌陌”又與彗星有所不同，因為它沒有彗尾，這種彗尾是典型的彗星冰——由一氧化碳或二氧化碳形成的冰造成。

冥王星

為了尋找答案，美國亞利桑那州立大學的行星科學家艾倫·杰克遜和史蒂文·德施研究了這個奇怪的物體，他們想找到是否有類似的冰在蒸發時給了“奧陌陌”以足夠大的推力，這樣就能合理地解釋它的運動了。

蒸發的冰對彗星施加的力的大小往往取決于一些因素，比如冰在吸收能量時被加熱了多少、冰分子的質量，甚至冰的晶體結構等。由于分別由氮、氫和水組成的冰蒸發時對星體施加的推力是不同的。兩位科學家通過計算發現，氮冰能給予“奧陌陌”以火箭般的推力更加吻合實際情況。由于氮冰并不覆蓋在類似彗星這樣的小天體上，它們大多覆蓋在外太陽系內（內太陽系指太陽系中從太陽到小行星帶之間的區域。水星、金星、地球和火星都是內太陽系中的天體。從木星開始，土星、天王星、海王星，直至柯伊伯帶和奧爾特云都屬于外太陽系。）類似冥王星和海王星的衛星海衛一這樣的天體上，所以兩位科學家認為，“奧陌陌”很可能是一塊來自太陽系外的類冥天體上的碎片。

類似冥王星的天體，通常被簡稱為“類冥天體”。在我們的太陽系里，它們存在于柯伊伯帶中。2015年，當“新視野號”探測器飛越冥王星時，它發現冥王星的表面布滿凍結的氮、甲烷和二氧化碳。此外，它還發現有廣袤的平原、綿延的山嶺和流動的氮冰川。類似的天體還有海衛一。1989年，當“旅行者2號”探測器接近海衛一時，它發現了幾座間歇泉噴出冰凍的甲烷、氮和其他冰類物質。

星際空間中的“流浪者”

艾倫·杰克遜和史蒂文·德施認為，“奧陌陌”很可能是一塊來自太陽系外的類冥天體上的碎片。這樣的解釋合理嗎？為了確定這種可能性，兩位科學家計算了太陽系早期大塊氮冰從類冥星體上撞落的幾率。當時，位于海王星軌道外圍的柯伊伯帶天體的數量比現在多得多，其中就包括數千個被氮覆蓋的類冥天體。但大約40億年前，海王星的軌道擴張了，這種分裂導致許多柯伊伯帶上的天體相互碰撞，它們大多漂出了太陽系。

現在的研究表明，在太陽系早期，柯伊伯帶上的天體間的碰撞的確經常發生。例如，冥王星就可能遭遇過一次撞擊，這使它的周圍產生了不少碎片，演變成了一個衛星群。科學家們據此推測，大約在數十億年前，原始的冥王星和冥衛一發生了一次劇烈的碰撞，但碰撞并沒有使這兩個天體完全毀滅，它們演變成了兩顆相互圍繞對方運行的行星與衛星。而碰撞產生的碎片也充斥于這個新誕生的系統中，最后形成了其他4顆很小的圍繞冥王星運行的衛星。

據艾倫·杰克遜和史蒂文·德施估計，在當時混亂的太陽系里，碰撞可能會從類冥天體上撞下數萬億塊氮冰碎片。如果其他行星系統也拋出同樣多的氮冰碎片，那么這些物體就有可能占據星際空間天體總數的4%，成為星際空間中的流浪者。研究人員分析后認為，雖然像“奧陌陌”這樣的物體在現實中并不多見，但發現它們也并非難事。

遺憾的是，“奧陌陌”距離地球越來越遠了。2017年年末，它已越過近地點。而在2018年年中，它飛越了木星軌道，接近土星軌道，人們只能通過望遠鏡目送它離開太陽系。這樣一來，天文學家們便無法通過更多的觀察來證實兩位科學家的觀點是否正確。但研究人員相信，將來薇拉·魯賓天文臺和歐洲航天局的彗星攔截任務可以探測到更多的星際物體。預計薇拉·魯賓天文臺每年都將發現一個星際訪客，而彗星攔截任務則可能真的會探訪一顆這樣的天體。“奧陌陌”的身份之謎也許還有大白于天下的機會。