“奧陌陌”,首個已知星際天體,比我們想象的更不奇怪?

一項新的研究表明,“奧陌陌”這個神秘的訪客,在2017年呼嘯穿過我們的太陽系,可能僅僅是一顆來自另一顆恆星的小彗星

An unusually shaped interstellar object

藝術家構想的“奧陌陌”,第一個已知訪問太陽系的星際天體。

科學家們有了一個新的想法來解釋“奧陌陌”的奇怪行為,我們太陽系第一個已知的星際訪客。

2017年10月,天文學家首次偶然發現了這個物體,當時它以彈弓軌跡穿過內太陽系,圍繞太陽執行,這將把它送回星際空間。短暫的飛掠只給了研究人員幾周時間來研究“奧陌陌”,之後它便永遠從視野中消失了,留下的問題多於答案。即使在物體被發現五年多後的今天,研究人員仍在努力理解他們設法獲得的寶貴觀測結果——特別是那些揭示“奧陌陌”移動速度更快,比僅靠重力所能解釋的還要快。出乎意料的是,該物體在離開時不知何故“踩了油門”,就像一個受驚的司機從城鎮中一個破敗的地方飛速駛離一樣。

現在,在3月22日發表在《自然》雜誌上的一篇論文中,兩位研究人員表示,“奧陌陌”意外的加速可能是由畢竟踩了油門引起的——具體而言,來自氫氣從太陽溫暖的物體假定的水冰表面滾滾而出的推進效應。如果這是真的,這個假設將加強“奧陌陌”不是某種極其奇怪的獨一無二的物體(甚至不是一艘廢棄的外星飛船),而是一個天然的類似彗星的天體的觀點。


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加州大學伯克利分校的化學家、新研究的主要作者詹妮弗·伯格納說:“這種情景似乎可以讓我們從看起來更正常的東西開始,比如太陽系彗星,並且仍然具有解釋這種非引力加速度的最終現象。”

這項研究為之前的想法提供了一個新的轉折,之前的想法表明“奧陌陌”可能是一塊易揮發、噴射羽流的固態氫或 ——這些材料不如水冰堅固。許多專家仍然懷疑如此脆弱的物體能否在穿越太陽系的危險旅程中倖存下來,更不用說首先形成。天文學家表示,鑑於我們對“奧陌陌”的知識存在不可減少的差距,這個新提議也可能永遠不會被完全接受。“這是一個不錯的想法;我只是不知道它是否可以被證實,”夏威夷大學的天文學家凱倫·米奇說,她沒有參與這項新研究。

在新論文中,伯格納和她的合著者達里爾·塞利格曼,一位天體物理學家,他與人合寫了一篇2020年提出氫冰假說的論文,提出這個闖入者在另一個行星系統中形成,是一顆普通的彗星,主要由有彈性的水冰組成,非常像我們自己恆星鄰域中的那些。與外星系統中的行星或恆星過於接近的相遇可能隨後將該物體拋入星際空間——並朝著我們飛來。

事實上,我們太陽系的彗星富含水冰,並且經常被更大的物體踢來踢去。塔夫茨大學的天文學家簡·盧烏指出,當沐浴在陽光下時,它們會表現出大量的非引力加速度,她沒有參與這項新研究。“彗星一直都在這樣做,”盧烏在談到這種加速度時說。“它們就像火箭,對吧?它們向外噴氣,當它們噴出東西時,牛頓定律說你會朝另一個方向走。”

但之前的工作表明,僅靠昇華水冰無法提供足夠的推力來解釋“奧陌陌”的反常加速,因此新論文的作者增加了一個額外的步驟。他們寫道,當物體穿過星際空間時,高能宇宙射線轟擊其表面,並將一些水冰分解形成氫。大部分氫並沒有逃逸到太空,而是被鎖定在周圍的冰中。但當“奧陌陌”接近我們的恆星時,陽光溫暖並從其水冰籠中釋放出被困的氫,從而產生額外的加速度。

這個理論可以解決“奧陌陌”謎題的關鍵部分。一顆向外噴氣的彗星應該被一個叫做彗發的光譜特徵所包圍,彗發是由向外噴氣帶走的光散射塵埃形成的明亮但模糊的光環。然而,觀察者從未在“奧陌陌”周圍看到彗發——這是解釋其加速度的關鍵難題。

“我們從未見過沒有塵埃的冰向外噴氣。從未,”盧烏說。“塵埃和冰通常是結合在一起的。”

但根據伯格納和塞利格曼的研究,“奧陌陌”的塵埃可能仍然被困在冰中,即使氫氣逸出。“總的來說,基質應該仍然完好無損,”伯格納說。“所以我們認為塵埃仍然有可能嵌入水冰中。”

米奇指出,這篇論文並沒有解釋“奧陌陌”奇怪的碎片狀形狀。“這是一個不錯的模型,但它肯定不能解釋一切,”她說。伯格納同意新研究沒有直接解決物體的形狀問題,但指出塞利格曼之前的研究表明,如果存在任何圓形或盤狀的氫冰山,它們可能會被宇宙射線風化成橢圓形。

伯格納希望科學家們最終能在我們太陽系自身的彗星中看到類似於該論文情景的現象,如果天文學家能夠觀察到一顆大致與“奧陌陌”大小相當的彗星首次從外太陽系的儲藏庫向內太陽系旅行。伯格納說,雖然這樣的彗星不是星際移民,但在太陽系的腹地,它們仍然應該接收到足夠的宇宙輻射,使氫氣在其水冰中積累。訣竅在於找到它們。天文學家從未見過像“奧陌陌”這樣小的原生彗星,儘管這種情況可能會隨著維拉·C·魯賓天文臺的出現而改變,該天文臺預計將於2025年初開始大規模巡天。

至於“奧陌陌”本身,米奇、盧烏和伯格納都沮喪地認為,隨著冰冷的闖入者早已遠去,實際上沒有辦法測試這項(或任何其他)新研究提出的說法。“在這一點上,你可以對這個物體說任何你想說的話,因為它永遠、永遠、永遠不會再被看到,”盧烏說。

梅根·巴特爾斯是一位居住在紐約市的科學記者。她於 2023 年加入大眾科學,現在是那裡的高階新聞記者。此前,她曾在 Space.com 擔任作家和編輯四年多,並在Newsweek 擔任科學記者近一年,專注於太空和地球科學。她的作品也曾發表在Audubon、Nautilus、AstronomySmithsonian等刊物上。她畢業於喬治城大學,並在紐約大學的科學、健康和環境報道專案獲得了新聞學碩士學位。

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