天文學家在週四晚些時候宣佈，有史以來第一次，一顆來自另一顆恆星的小行星或彗星被捕捉到正飛速穿過我們的太陽系。這個臨時被命名為 A/2017 U1 的天體，直徑似乎小於半公里，並且正以每秒略高於 40 公里的速度執行——比人類最快的出境太空探測器還要快。因為這是首次發現此類天體，所以目前還沒有正式的命名規則，其發現者也不願意提出“星際”以外的任何名稱。 無論人們如何稱呼它，它目前正快速遠離太陽，並引發了一場天文學家蜂擁而至的觀測熱潮，他們急於在它完全消失在星際空間的黑暗中之前對其進行觀測。
“我們現在只能說，這是從另一個恆星系統中丟擲的東西，”夏威夷大學的天文學家凱倫·米奇說。米奇正在幫助協調一項全球觀測活動，目前包括在智利和夏威夷的大型望遠鏡上進行的夜間觀測，以及哈勃太空望遠鏡的五個軌道觀測。“每個人都在努力爭取時間，在接下來的幾天內，緊急地使用大型望遠鏡來觀察這個天體，”她解釋道。
究竟望遠鏡會看到什麼，沒有人能猜到。天文學家首先會嘗試確定天體的確切大小（基於其亮度），以及其形狀和自轉速度（基於其亮度如何波動）。他們還將設法測量 A/2017 U1 的顏色，甚至可能是光譜——其發射和吸收光的更細微的細節。綜合來看，所有這些資訊都可能顯示 A/2017 U1 究竟是由什麼構成的——例如，主要是岩石還是冰——並有可能揭示更多關於其歷史和起源的資訊，就在遙遠的星空中。
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米奇說，最有可能的是，這個天體是來自另一個恆星系統的棄兒：一顆太空岩石，在恆星動盪的幼年時期被丟擲，當時它被嵌入碎片盤中的新形成的巨行星所環繞。“其中一顆行星發揮了它的重量，並將這個東西和許多其他東西拋來拋去，”她說。“所以現在我們有一個來自另一個行星系統的碎片飛掠地球，飛過我們的太陽系，我們短暫地有機會對其進行研究。”
這張示意圖顯示了 A/2017 U1（虛線）穿過行星平面（稱為黃道面），然後轉向並向外返回的路徑。插圖顯示了該天體穿過內太陽系的路徑，其中短實線段顯示了該天體可以被大型望遠鏡觀測到的短暫的兩週時間內的路徑部分。
據認為，同樣的過程在數十億年前也圍繞著我們自己的恆星展開，當時木星和土星形成。這些巨行星可能將碎片散佈到整個太陽系，幫助形成了小行星帶以及冰冷的柯伊伯帶，其中矮行星冥王星是已知最大的成員。大部分散佈的碎片最終到達更遠的地方，大約在距太陽一光年的彗星球殼中，稱為奧爾特雲。最遙遠的碎片可能完全逃離了太陽系，甚至現在可能還在虛空中巡航，前往未知的方向。
雙曲線軌道
A/2017 U1 於 10 月 19 日首次被夏威夷大學的博士後研究員羅布·韋裡克發現。當他檢視大學的 Pan-STARRS 望遠鏡的影像時，發現了它——一個在天空中劃過的一顆微弱的淡點，該望遠鏡從哈雷阿卡拉山搜尋近地天體 (NEO)。“當我第一次看到有問題的天體時，我立刻認為這是一個以前從未見過的 NEO，非常靠近地球，”韋裡克說。“但是當我開始尋找其他夜晚的額外探測結果時——當我[在來自]前一晚的影像中找到它時，資料就變得不合邏輯了。”
天文學家馬可·米凱利應韋裡克的要求，使用位於加那利群島的歐洲航天局望遠鏡進行的後續觀測，只會加深了謎團。根據估計的速度和執行方向，該天體似乎處於“雙曲線”軌道上，以足夠快的速度離開太陽，完全擺脫我們恆星的引力束縛。除非是從地球發射的稀有太空探測器，否則任何具有足夠速度離開太陽系的大質量天體都可能起源於太陽系邊界之外，因為僅僅透過與我們的太陽及其行星的自然引力遭遇，很難積累如此高的速度。
韋裡克的導師，天文學家理查德·溫斯科特收集的進一步一批觀測結果，證實了 A/2017 U1 前所未有的運動。從那時起，Pan-STARRS 團隊開始與更廣泛的天文學界協調對該天體的進一步研究——包括位於加利福尼亞州帕薩迪納市的 NASA 近地天體研究中心 (CNEOS) 的研究人員。
“這是我見過的最極端的軌道，”CNEOS 科學家達維德·法諾基亞說，他與其他人一起追蹤了 A/2017 U1 穿過太陽系的路徑。“我們可以自信地說，這個天體正在離開太陽系的路上，並且不會再回來了。”
黑暗天體，光明未來
根據這些分析，A/2017 U1 來自天琴座方向，以驚人的每秒 25 公里的速度從太陽行星軌道所在的黃道面高處俯衝下來。根據米凱利的計算，該軌道使其在 1837 年比冥王星遠 25 倍，並在 2012 年 11 月穿過海王星軌道，衝向太陽。在太陽引力的作用下，9 月 9 日，A/2017 U1 接近太陽 4000 萬公里以內——遠在水星軌道之內——然後以接近每秒 44 公里的速度被拋回並飛出黃道面，朝著飛馬座方向飛去。 10 月 14 日，它經過距離地球不到 2500 萬公里的地方——大約是地月距離的 60 倍。然而，天文學家當時無法看到它，因為從我們地球的天空來看，它的軌跡離太陽太近了。
隨著它與太陽的距離增加，照射到其表面的陽光減少，A/2017 U1 的亮度將急劇下降。米奇說，它的光芒已經減弱到相當於從地球上看到的冥王星的小衛星之一。到下個月底，它將達到世界最大的地面望遠鏡在 10 小時曝光時間內能夠辨別的極限。再往後，即使是像哈勃這樣目光敏銳的太空觀測站也將難以看到它。
米奇說：“也許我們有一個多星期，也許是兩週的時間視窗，我們可以透過它的亮度來發現這個東西。” 它移動得太快，並且在探測器中記錄得非常微弱，以至於 Pan-STARRS 能夠發現它似乎完全是出於運氣——或者至少是當準備遇到機會時會發生的事情。該望遠鏡夜復一夜地對整個蒼穹進行成像，是已經或即將監視天空的幾項“全天”巡天計劃之一。 這些設施，最著名的是計劃於 2020 年首次亮相的大型綜合巡天望遠鏡 (LSST)，有望徹底改變“瞬變”天文學領域——研究的不是穩定發光的恆星和星系，而是快速移動和變化的事物：爆發的恆星、旋轉的小行星和彗星，以及其他在外部夜空中“碰撞！”的任何東西。 還沒有人真正知道像 A/2017 U1 這樣的星際闖入者多久會掠過我們的太陽系——但像 Pan-STARRS 和 LSST 這樣的天文臺可能很快就會 выяснить。
韋裡克認為，這也許是最重要的事情。“對於‘好吧，那又怎樣？’這個問題，最重要的回答是‘好吧，這些東西來自哪裡，還有更多嗎？’”他說。“關於太陽系，我們仍然有很多不瞭解的地方，而發現像這樣的天體可能有助於我們更好地理解地球和我們的太陽系最初是如何形成的。”