我們的太陽是一艘船；我們的銀河系是海洋。 在宇宙洋流中移動，我們的恆星大約每 2.3 億年完成一次繞銀河系的航行，並拖帶著它的行星隨行。 在大多數情況下，這段旅程是孤獨的，除了偶爾與另一顆恆星的近距離接觸。 但幾年前，似乎發生了一件非凡的事情。 在穿越這片浩瀚壯麗的海洋時，我們的太陽可能遇到了一座宇宙冰山，一塊漂浮在太空中的相當大的氫冰塊。 儘管這種情況似乎不太可能，因為它將涉及一種以前從未見過的新型天體物理學物體，但證據卻出奇地令人信服——而且其影響是廣泛的。
這個想法是芝加哥大學的達里爾·塞利格曼和耶魯大學的格雷戈裡·勞克林在一篇即將發表在《天體物理學雜誌快報》上的論文中得出的結論（預印本可在 arXiv.org 上查閱）。 他們檢查了關於一個名為“奧陌陌”的物體的現有資料，該物體於 2017 年 10 月成為我們太陽系中發現的第一個星際物體。 從那時起，關於它到底是彗星還是小行星一直存在一些爭論； 沒人能確定。 然而，塞利格曼和勞克林表示，該物體既不是彗星也不是小行星。 塞利格曼說：“我們認為‘奧陌陌’是由分子氫冰組成的。 “基本上，它是一座氫冰山。”
天文學家在“奧陌陌”已經最接近我們的太陽之後首次發現它，當時它已經在離開我們的太陽系的路上了。 這種情況使得觀測有些困難，但研究人員還是能夠辨別出該物體的一些特徵。 它長約 400 米，形狀像雪茄，並且以大約每八小時旋轉一週的速度快速旋轉。 根據它在我們的太陽系中的極高速軌跡，天文學家推斷它是在其他地方誕生的，因為它移動得太快，無法束縛在我們的太陽周圍。 但令人有些驚訝的是，“奧陌陌”在離開時表現出輕微但明顯的加速——這與一個向外飛行的物體對抗太陽引力時的預期情況完全相反。 塞利格曼說：“這非常奇怪。 “這是一種持續遠離太陽的力，其量級約為太陽引力加速度的千分之一。”
支援科學新聞事業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。 透過購買訂閱，您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
解釋這種異常加速的努力表明，這可能與陽光照射下變暖的水冰噴射到太空並推動物體前進有關。 但勞克林和塞利格曼聲稱，僅憑這一事件不可能產生足夠大的力來解釋觀察到的加速。 塞利格曼說：“這將需要超過 200% 的表面被水覆蓋。 為了尋求更合理的解釋，研究人員檢查了其他型別的冰，這些冰可能會產生足夠強大的射流來解釋這種加速。 而效果最好的東西是氫。 塞利格曼說：“由於分子氫冰結合得非常鬆散，你只需要 6% 的表面被[它]覆蓋即可。”
就其本身而言，這種情況對於“奧陌陌”的來源地將具有一些非常引人入勝的含義。 氫冰在極低的溫度下昇華（從固態變為氣態），溫度僅為 –267 攝氏度——僅略高於太空的環境溫度：–270 攝氏度。 這一事實表明，富含氫冰的“奧陌陌”一定是在極其寒冷的地方形成的。 這種寒冷誕生地的最佳選擇似乎是在巨型分子云中——巨型分子云是數十到數百光年寬的塵埃和氣體聚集地，恆星在那裡形成。
在數百萬年的時間裡，典型的巨型分子云中約有 1% 的物質會在重力作用下聚集在一起形成恆星。 在消散之前，每個雲可以產生數千顆恆星——以及無數的原恆星核——大致相當於我們太陽系大小的半成品氣體團，它們永遠不會變得足夠緻密以開始核聚變並“開啟”成為成熟的恆星。 在這種星核黑暗、稠密的深處，條件可能足夠寒冷，足以形成氫冰。
亞利桑那大學的分子云專家孔碩說：“如果你想要獲得那麼多的氫冰，你需要從一個非常非常寒冷的環境開始。 他為塞利格曼和勞克林的研究提供了反饋，但沒有直接參與這項研究。 “而離我們不遠的、最寒冷的環境將是分子云內部的這些無星核。 它們的中心區域溫度非常低。 因此，它們可能是“奧陌陌”形成的理想場所。”
如果這個想法是真的，那麼該物體將為了解這些恆星形成的熔爐提供前所未有的機會。 勞克林說：“恆星形成過程在分子云中如此低效的原因尚未完全理解。 “如果這些分子氫物體正在形成，那麼這告訴我們的是，某些雲中的溫度必須變得極低，密度必須變得相對較高。 它為導致恆星和行星形成的條件提供了一個非常有趣的校準點。”
儘管這種理論可能看起來很奇怪，但它似乎解釋了“奧陌陌”的許多怪異之處。 除了異常的加速之外，它還將揭示為什麼它以每秒 26 公里的速度進入我們的太陽系——接近太陽相對於附近其他恆星的平均速度的運動速度。 該物體不是朝我們移動。 相反，當我們駛向它時，它只是靜止不動，遵循其最初的原恆星核未能成為恆星的命運。
“奧陌陌”不尋常的雪茄形狀也可以用該理論來解釋。 它最初形成時可能實際上大了三倍，呈球形，並且由 99% 的氫冰組成，可能不到 1 億年前。 當它接近我們的太陽並首次被加熱時，冰會磨損，最終像肥皂棒隨著時間的推移磨損成薄片一樣，逐漸變成細長的形狀。
如此迅速而容易地發現“奧陌陌”——作為一項為期四年的調查的一部分——也給理論家們帶來了難題。 如果它是一顆星際彗星或小行星——就像 2019 年發現的無可爭議的星際彗星鮑裡索夫一樣——那麼這個結論將表明，此類物體的數量比之前認為的要多 100 倍。 相比之下，“奧陌陌”起源的“分子云”理論表明，銀河系中可能存在數十億甚至數百億個此類物體，這與它的快速發現相符。 太空望遠鏡科學研究所的阿瑪雅·莫羅-馬丁提出了不同的理論來解釋“奧陌陌”的起源，她說：“即使我們只觀察到一個物體，但隱含的數量密度也太高了。 “這個提議可能會解決這個問題。”
現在不可能進一步檢驗關於“奧陌陌”的理論：該物體早已消失在我們的視線之外。 但幸運的是，天文學家遲早可以評估其預測。 如果他們發現類似的星際入侵者進入我們的太陽系，他們可以觀察到該物體的質量隨著其氫冰昇華而發生的明顯變化。 即將到來的望遠鏡，例如位於智利的薇拉·C·魯賓天文臺，計劃於 2022 年開始對太陽系進行為期 10 年的觀測，可能會尋找更多。
透過歐洲的彗星攔截器等任務訪問其中一些物體的提案，以及持續的遠端觀測，對該理論進行新調查的科學可能性令人興奮。 漂浮在我們的宇宙海洋中，這些在失敗的恆星內部形成的氫冰山可能在等待著我們，蘊藏著秘密。 塞利格曼說：“而且它們數量眾多，我們實際上可以近距離研究它們。”