在大多數標準看來，太空極其空曠，平均每四立方米的體積中僅包含一個質子。在這片浩瀚無垠、難以理解的宇宙海洋中，整個星系都如同散落的海泡——更不用說恆星、行星和其他在虛空中顯得微不足道的較小天體了。對於漂浮在深空中的隨機物質團塊來說，彼此相遇似乎近乎奇蹟。
然而，它們確實相遇了，而且數量驚人。恆星和行星經常將較小的物體拋入星際空間，這是軌道力學不可避免的結果。“奧陌陌”的近期發現——這個神秘的、同類首個的星際物體，去年在它靠近太陽時被偶然發現——證實了這一點。統計推斷表明，可能有一千萬億個類似的物體潛伏在銀河系恆星之間的黑暗空間中，數量如此之多，以至於總會有一個這樣的遙遠過客飛過以地球圍繞我們恆星執行的軌道為界限的假想球體。 “奧陌陌”估計大小約為半公里，在某些方面代表了星際冰山一角；正如海灘上的沙粒遠多於大石頭一樣，對於每一個像“奧陌陌”大小的天體在星系中游蕩，應該有更多、更多更小的物體。科學家們已經知道許多微觀的星際移民——宇宙射線和微米大小的星塵碎片，它們偶爾會撞擊航天器——但除了“奧陌陌”之外，從未明確發現過更大的物體。
現在，兩位研究人員——哈佛大學天文學系主任阿維·勒布和哈佛大學本科生阿米爾·西拉傑——表示情況已經改變，他們認為 2014 年 1 月觀測到的一顆不起眼的流星實際上是來自另一顆恆星的棄兒。他們在提交給《天體物理學雜誌快報》進行同行評審的預印本中詳細介紹了他們的結果。如果得到證實，這一發現可能有助於開闢星際流星探測和研究的新領域。
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一個誇張的說法
勒布解釋說：“以前解決這個問題的方法就像在路燈下尋找鑰匙，我們的太陽就像是照亮周圍環境的路燈，而過境的星際物體就是鑰匙。” “這是一個好技術——‘奧陌陌’就是這樣被發現的——但這真的限制了你，尤其是在試圖弄清楚物體的成分時。”
在他們的研究中，勒布和西拉傑使用了一種不同的方法，在來自近地天體研究中心 (CNEOS) 三十多年的資料中尋找星際物體的證據。CNEOS 是美國宇航局運營的全球流星目錄，由美國政府感測器網路探測到。
勒布說，由於較小尺寸的星際物體應該更多，“這些物體很有可能以流星的形式出現在我們面前，因為它們與地球相交的機會更高。” 監測流星在我們地球大氣層中燃燒殆盡時留下的明亮軌跡，不僅可以揭示物體的大小和成分，還可以揭示其相對於地球和太陽的軌跡和速度。如果一顆流星的推斷入射速度超過約 42 公里/秒——太陽系在地球附近的逃逸速度——那麼它的軌跡可以被認為是“雙曲線”的，這意味著它可能是一個“不受束縛”的星際過客，移動速度太快而無法被太陽的引力捕獲。
在 CNEOS 資料庫中，只有一件事件符合勒布和西拉傑的保守標準：2014 年 1 月 8 日在巴布亞紐幾內亞海岸附近的火球。根據兩人對 CNEOS 資料的分析，這顆流星大小為半米，質量接近 500 公斤，以接近 44 公里/秒的速度進入地球大氣層，然後在太平洋上空高處爆炸。 值得注意的是，流星的軌跡表明它並非像人們可能預期的那樣與地球正面相撞，即一顆快速移動但在我們恆星周圍逆行軌道上的本地物體。相反，它似乎是從後面猛撲過來，在我們地球繞太陽執行時趕上了地球——這表明它相對於我們太陽系的實際速度已經超過了驚人的 60 公里/秒。 透過重建該物體最有可能到達地球的路徑，勒布和西拉傑沒有發現之前與木星或其他大型天體有過近距離接觸，而這些接觸可能會提高其速度。
這顆流星是來自另一顆恆星的岩石的證據似乎好得令人難以置信，尤其因為 CNEOS 資料最好謹慎解讀。該目錄的主要來源是美國軍方運營的機密地球觀測衛星，這些衛星可以記錄進入我們星球大氣層的火球的亮度、方向和持續時間。出於國家安全原因，政府拒絕釋出有關衛星秘密測量中潛在不確定性來源的資訊。
西拉傑說：“起初我不相信。” 在一週的時間裡，他和勒布反覆檢查他們對 CNEOS 資料的分析，始終得出相同的結論：這顆流星必定具有星際起源。 最終，他們選擇在另一件研究得更透徹的事件上測試他們的方法——2013 年在俄羅斯城市車里雅賓斯克上空爆炸並造成破壞的 20 米流星。 利用車里雅賓斯克火球的影片記錄，“我們使用我們的方法推匯出了它的軌道，並且它與 [CNEOS 資料] 非常吻合，”西拉傑說。 “當我看到這一點時，我想，‘我的天哪，這是真的。’”
生命的星際起源？
據估計，這顆流星的極端速度不僅遠高於圍繞太陽執行的天體，而且也遠高於在銀河系星光點綴的薄盤中旋轉的其他附近星系的典型速度。 勒布說，這意味著它推測的星際起源絕對是奇異的。 “要麼它來自星系的厚盤 [環繞薄盤像光環一樣的小而彌散的快速恆星子集],” 他說, “要麼它來自星系的薄盤，來自行星系統的內部區域，那裡的天體以更高的速度執行。”
這對研究人員的分析還表明，這種規模的星際物體至少每十年撞擊地球一次——這意味著在地球 45 億年的歷史中，可能已經有近五億顆這樣的物體像雨點般落在我們的星球上。 勒布和西拉傑估計，我們附近的恆星在其一生中應該會噴射出 0.2 到 20 個地球質量的此類物體——並且在任何時候，都應該有大約一百萬個物體在我們地球圍繞太陽執行的軌道內的某個地方。
這些可能性具有深遠的意義。 勒布說：“其中一些物體可能會在行星系統之間轉移生命，” 他指的是一種被稱為胚種論（古希臘語，意為“所有種子”）的廣泛理論，該理論假定生命最初起源於外太空，並且可以在行星之間輕鬆遷移。 原則上，在某個有生命的世界中，外星微生物躲藏在巨型撞擊拋射到太空中的岩石中，可能會在星際旅行和火熱地進入行星大氣層後倖存下來。 一些研究人員提出，這甚至可以解釋地球上生命的早期出現，化石記錄表明，地球上生命的早期出現速度驚人地快，發生在 40 多億年前，幾乎就在我們星球冷卻到足以容納液態水時。 “如果這顆流星確實是星際的，它就證明了一個概念，” 勒布說。 “當然，它燒燬了，但更大、更稀有的流星不會。而且我們不需要每十年一次的撞擊來為早期地球播種。”
然而，即使勒布和西拉傑的流星設法到達地球表面，胚種論這一神秘主題的其他專家也認為它不會帶來任何活物。 “更有可能的是，這個物體不是來自可居住的（更不用說有人居住的）天體，而是來自冷凍的類彗星天體的一部分，” 馬薩諸塞理工學院的行星科學家和隕石專家本傑明·韋斯說。 韋斯說，更根本的是，關於這顆特殊太空岩石是星際的說法是有問題的。 “（勒布和西拉傑）使用的流星目錄沒有報告入射速度的不確定性，” 他指出。 “在接受這顆流星為星際流星之前，需要量化這些不確定性。”
未知的不確定性
NASA 噴氣推進實驗室 CNEOS 目錄的管理器保羅·喬達斯也持這種觀點。 “我們在 CNEOS 只是釋出報告給我們的火球資料；我們沒有關於不確定性的資訊，” 他說。
喬達斯說，在今年 3 月，他和 CNEOS 的其他工作人員根據他們自己對 2014 年巴布亞紐幾內亞流星軌道的計算，將其標記為可能具有星際性質——但由於擔心資料質量而未釋出該結果。 他說，勒布和西拉傑“非常不同尋常”且“高度推測性”的說法，“僅基於幾個可能高度不確定的數字。” （在他們的論文中，勒布和西拉傑引用了之前的研究，該研究報告稱，CNEOS 目錄對於米級大小流星速度的典型不確定性小於 1 公里/秒——對於他們候選星際火球的巨大測量速度而言，這是一個微不足道的偏移。）
當被問及 CNEOS 火球目錄中的不確定性時，NASA 的“行星防禦官員”林德利·約翰遜指出，其條目代表了對資料的“以從未、從未打算過的方式”的使用。 儘管最初被設想為一個簡單的火球時間、位置和能量水平列表，但十多年前，該目錄也開始納入對資料特別豐富的事件的速度和方向性的估計，希望研究人員可以使用這些預測來追蹤來自陸地上發生的大型火球的隕石碎片場。 不久，特別大膽的分析師開始使用這些預測來回顧過去，拼湊流星的潛在軌道歷史，以將它們以及它們產生的任何隕石與某些小行星族聯絡起來。 約翰遜說，這“已經將對資料的信任延伸到任何真正具有科學有效性的範圍之外”。 “現在 [勒布和西拉傑] 想根據如此微弱的資料推測某些可能是星際物體？ 這真的讓我覺得可信度已經突破了極限。”
加拿大西安大略大學的行星天文學家和著名流星專家彼得·布朗說，即使 CNEOS 目錄平均質量非常高，任何單個數據點（尤其是對於較小流星）的有效性仍然值得懷疑。 “從統計學上講，我認為該目錄推匯出的軌道、速度和軌跡都很好，” 他說。 “但我們根本不知道哪些是好的，哪些是壞的。” 此外，布朗說，在之前其他獨立調查使用地面攝像機和雷達站探測到的數千個小型火球中，沒有一個明確表現出雙曲線軌跡。 “如果像勒布和西拉傑聲稱的那樣，十分之一或二十分之一的人口是雙曲線的，那麼你就會期望從地面網路的資料中看到相當數量的雙曲線——但我們沒有看到這一點。”
即便如此，布朗補充說，“其他人從不同的學科來應用他們自己的方法來處理這個豐富的資料集，這是一件非常棒的事情……星際隕石必定正在撞擊地球大氣層，而火球是尋找它們的自然方式。我們只需要以令人信服的方式找到它們，以無法被視為測量不確定性的方式找到它們。”
自然，這是勒布和西拉傑宏偉計劃的一部分。 他們說，尋找星際流星的下一步是確保不僅可以探測到潛在的雙曲線火球，而且還可以對其進行表徵。 如果使用合適的裝置進行觀測，火球的光可以分解成彩色光譜，該光譜充當“條形碼”，以揭示物體的化學成分——這是關於它是否在我們太陽周圍形成的至關重要的線索。
勒布說：“每隔幾年，我們應該就會遇到一顆這樣的雙曲線流星。” “如果我們只是確保觀測者標記出速度過快的火球，我們就應該能夠建立光譜調查，以獲得每一顆火球在地球大氣層中燃燒殆盡時的光譜，並真正證明其起源於太陽系之外。 這當然是一件值得投資的事情！”