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是外星飞船还是自然天体?人类观察到的首个星际天体Oumuamua到底是啥?

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 Connor Feng • 2019-07-02 18:13:07 来源:前瞻网 E7252G0
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来源:视觉中国

2017年10月19日,人类发现了第一个太阳系星际天体,科学家们都急急忙忙地去观察这个奇怪的天体。这个形状奇特、移动迅速的天体从它的主星系中被抛出,它可能是一颗彗星或者小行星,也可能是一块撕碎行星的碎片,有两个科学家甚至认为这可能是一艘外星飞船。

“在我们的太阳系中,我们从未见过像Oumuamua这样的天体,它到现在还仍然是一个谜。”马里兰大学(University of Maryland)天文学家马修·奈特(Matthew Knight)在一份声明中说。

奈特是“Oumuamua国际空间科学研究所”(ISSI)团队的一员,该团队负责检查所有路过天体的观察和研究。科学家们得出结论,要解释Oumuamua其实并不需要劳烦外星人,因为一个自然的解释就可以满足观察结果。他们的研究发表在7月1日的《自然天文学》杂志上。

奈特说:“除非我们发现一些独特的东西,否则的话我们还是比较偏向于坚持我们所知道的类似天体。外星飞船假说是一个有趣的想法,但我们的分析表明,有很多自然现象可以解释它(Oumuamua)。”

一个不寻常的天体

“Oumuamua的运行速度非常快,这意味着天文学家们在首次发现Oumuamua之后只有几周的时间来尽可能多地收集数据。他们的观察显示,这个天体很小,似乎呈雪茄形状,颜色呈红色的,旋转也很不寻常,运行轨道还有一个很难解释的奇怪方向变化。

奈特说:“Oumuamua的运动并不像我们所期望的小行星运动那样,在引力的作用下简单地沿着抛物线轨道运行。”

一个可能的解释认为有喷流在轻轻地推动天体,并造成了天体的旋转和方向变化。但天文学家们没有发现任何迹象表明,这个长形天体有喷出与目前彗星喷流模型相匹配的任何物质。

论文作者之一、ISSI团队成员肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)在他的博客中写道:“要么是研究使用的喷流模型没有捕捉到Oumuamua的喷流过程,要么就是我们需要把整个喷流的想法抛诸脑后。支持外星人飞船说法的人就排除了喷流模型的可能性。”

雷蒙德说,这些科学家可能过早地排除了喷流的可能性。

雷蒙德写道:“气体逸出导致的彗星自旋变化是一个很活跃的研究领域。这比你想象的要复杂得多。”

另一个模型显示,当彗星天体经过太阳时,其总质量将损失约10%,揭示了一个与“Oumuamua”自旋相符的自旋现象。雷蒙德说,这个理论可能正确,也可能不正确,但它“清楚地表明类彗星天体的喷流现象的确可以同时解释Oumuamua的非引力加速现象和自旋现象”。

Oumuamua自旋也有可能是因为受到来自太阳辐射的压力影响。如果Oumuamua只有几毫米厚的话,它可以像光帆一样,在星光的推动下就能前进。但如果这个星际天体是一艘外星星帆的话,它就不应该有自转,而是保持有一个面始终面向太阳。

认为该天体可能是外星飞船的科学家们也认为,太空中缺乏类似的自然天体,这表明“Oumuamua不应该被人们发现,因此它可能是故意瞄准地球的。”同样,它奇怪的轨道使它离地球比其他任何行星都要近,这样的特殊轨道表明它可能是“找”到了我们。

奈特和他的同事们认为,虽然模拟模型显示出在行星形成过程中有多少物质被抛出(大约有一个地球的质量),但在这些过程中真正被抛出的碎片数量仍然未知:这些碎片可能是一些大型天体,也可能是许多较小的天体。据估计,每年大约有两个系外天体会经过太阳。奈特还指出,宇宙中应该会有很多像“Oumuamua”这样的小而暗淡的天体不断穿过太阳系,但这些天体通常都非常暗淡,只有在离我们地球很近的时候才能被人们发现。

雷蒙德写道:“与可探测到的星际天体相比,Oumuamua的轨道完全处于平均水平之内。我们能找到的大部分星际天体都在‘特殊’的轨道上运行。”

那Oumuamua奇怪的细长身材又是怎么回事呢?“其实我们还不知道‘Oumuamua’的实际形状长什么样,”雷蒙德写道。研究人员只有有限的时间来观察这个暗淡的高速运行天体。虽然它可能看起来像一条雪茄,但它也很可能是一块煎饼。

即使这个天体呈雪茄形状,它也可以有一个自然的解释。Oumuamua可能是一个更大天体的碎片,这个天体在被主系统抛出之前就已经被撕碎,而这个过程拉长了这个碎片。此外,在天体的主系统中与其他天体发生缓慢碰撞也可能是它奇怪形状的起因。恒星之间快速移动的尘埃也有可能撞击到这个天体上,雕刻出一根细长的雪茄。或者完全是因为别的什么原因。

但如果Oumuamua不是外星飞船的话,那它可能是什么?

雷蒙德写道:“目前还没有一个普遍接受的答案,但有迹象表明‘Oumuamua与太阳系彗星比较相似’。”彗星状的天体不断被大行星和路过的恒星抛出它们的系统。研究人员称,一颗大尺寸的彗星或者彗星碎片就可以与“Oumuamua”的外观和加速度相匹配。

雷蒙德写道:“Oumuamua的一些奇怪之处有可能仅仅只是因为它的体积太小罢了。”他补充说,对于类似大小的这些太阳系天体来说,它们的性质还鲜为人知,因为它们的体积小,而且很暗淡,这使得它们很难被观测到。

他写道:“有迹象表明,Oumuamua是一个自然天体,也许是类似彗星的东西,但不会是外星人。”

未完待续

随着望远镜技术的不断发展,天文学家预计会在未来发现更多的星际天体。目前正在智利建造的大型天气观测望远镜(LSST, The Large Synoptic Survey Telescope)将会在2022年投入使用,在那之后它可能会帮助我们发现太阳系中的许多其他星际天体。虽然观测人员不会再看到Oumuamua,但他们将能够发现其他星际天体。

奈特说:“我们可能会开始每年看到一个新的星际天体,那时我们就会知道‘Oumuamua’到底是奇怪的还是普通了。”

如果Oumuamua和其他星际天体相似的话,那么它们很可能有着相似的起源。只有当Oumuamua与大多数星际天体截然不同的时候,科学家才可能会开始考虑它有着更奇妙的起源。

奈特说:“如果我们在发现了10到20个星际天体之后,Oumuamua看起来仍然非常奇怪的话,我们将不得不重新审视我们的解释。”

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