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奥陌陌是外星飞船吗?最新的答案来了!

更新时间:2023-03-26 11:28:01

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详细介绍




  奇怪的星际使者  


2017年10月,夏威夷毛伊岛上的一架望远镜捕捉到了一个神秘的小天体。它快速地飞掠太阳系,短暂地出现在天文学家的视野中,激发了科学家和公众的无限想象力。


天文学家从它倾斜的轨道和每秒87千米的高速运动,意识到它实际上来自太阳系之外。这是在太阳系中发现的第一颗除尘埃颗粒之外的星际天体,天文学家将其取名为奥陌陌('Oumuamua),是夏威夷语中“第一个远方的使者”的意思。


奥陌陌的艺术构想图,研究人员根据观测的亮度变化来推测它的大小,认为它有着细长的介于雪茄和煎饼的形状。(图/NASA, ESA and Joseph Olmsted and Frank Summers of STScI)


然而,这个“使者”就许多奇怪之处:


  • 它的形状非常奇特,介于雪茄和煎饼之间,有别于任何已知的小行星彗星

  • 如果说它是彗星,但它又没有大多数彗星彗发彗尾,而且它的尺寸非常小,大约为115 × 111 × 19米,而目前所有在太阳系中观测到的彗星的直径都在1千米到数百千米之间,因此看起来更像是小行星;

  • 如果说它是小行星,当它加速逃离太阳飞入星际空间时,它又有着用恒星引力无法解释的比小行星大的加速度,因此看起来更像是彗星。


奥陌陌究竟是由什么构成的?是什么力量在将它加速向外推?它是彗星、小行星,还是真如一些人所说的那样是由光帆驱动的外星飞船


在一篇新发表在《自然》杂志的论文中,两名天文学家提出了一个简单的物理模型,解释了奥陌陌的许多奇怪特征,并表示尽管奥陌陌有着不同寻常的构成,但它很可能是一颗彗星



  是彗星吗?


大多数彗星在本质上都是脏脏的“雪球”。在太阳系在形成之初,产生了许多冰冷的岩石,也就是太阳系中的彗星。彗星周期性地从太阳系的外围靠近太阳,携带者许多自太阳系形成时留下的信息。


太阳系之外的其他行星系统似乎也同样有彗星存在,有许多可能是由于与系统中的其他天体相互作用而被喷射出来的。偶尔,有一些这样的“流浪星际彗星”会进入太阳系,为我们带来更多关于太阳系外的行星的信息。


通常,当彗星接收到来自太阳的热时,会喷射出水和其他分子,在周围产生明亮的彗发,并且还通常拽着一条由气体和尘埃形成的彗尾。彗星的运动轨道有别于太阳系中的其他天体(如小行星和行星)的典型椭圆轨道,因为喷出的气体会像宇宙飞船上的推进器一样,给彗星一个微小的推力,使其运动轨道轻微地改变


许多科学家相信,奥陌陌的异常加速是其表面释放气体的结果。但问题是,奥陌陌没有彗发、气体分子或尘埃,而且根据计算,奥陌陌接收到的来自太阳的热量,根本不足以使其表面的水或有机化合物升华,产生与观测结果相匹配的推力


奥陌陌的艺术构想图。当它接近太阳时,接收到的热量会使其释放出氢气(白雾),这能略微地改变它的运动轨道。(图/ESA/HUBBLE; NASA; ESO; M. KORNMESSER



  水冰变成了氢 


新研究的作者之一Darryl Seligman曾发表过一篇论文,表示如果一颗彗星是由固态氢(H₂)组成的,那么它将在太阳的热量中释放出足够多的氢。在正确的条件下,由固态氮(N₂)或固态一氧化碳(CO)组成的彗星,也能释放出足够影响彗星轨道的气体


Jennifer Bergner是新研究的另一名作者,她是研究发生在寒冷真空中的冰冷岩石上的化学反应的专家。她注意到,一些于20世纪70年代、80年代和90年代发表的实验研究表明,当冰受到像宇宙线一类的高能粒子撞击时,会产生大量的分子氢,并且这些氢会被困在冰中。宇宙线可以穿透几十米深的冰,将四分之一或更多的水转化为氢气。


因此,在新研究中,两位天文学家提出,奥陌陌在最开始时可能是一颗普通的围绕着附近恒星的富水彗星,当它穿越星际介质时,接收到了宇宙线的“洗礼”,形成了氢然后,当它进入太阳系并且被加热时,氢气被释放出来,产生了观测到的异常加速度。


他们的模型表明,由超新星和其他高能事件发出的弥漫在银河系的高能宇宙线,可能会将奥陌陌中30%的水冰变成氢,这些氢可能在奥陌陌穿越星际空间时,被困在冰中。当奥陌陌接近太阳时,氢气被释放,使其速度加快。


但是,氢分子的质量要比一般彗星释放出的一氧化碳或二氧化碳小得多,因此它没有足够的动能来吸引大量的尘埃,这就解释了为什么奥陌陌没有彗发或彗尾



  关注太阳系中的彗星 


目前,奥陌陌经过了海王星的轨道,正在离开太阳系,已经没有望远镜可以继续研究这个神秘天体了。我们也许永远无法真正知道更多这个天体的确切信息。


新的研究结果是迄今为止关于奥陌陌的最有说服力的模型。它没有引用任何超奇异的机制,就解释了奥陌陌的诸多奇特行为。研究人员希望,这样的结论能为对奥陌陌的研究画上完美的句点。


同时,如果研究人员提出的这一模型是正确的,那么我们可以期待之后可以在与奥陌陌大小相似、但起源于太阳系的彗星中,观测到这种机制的影响。虽然我们目前还没有发现这样的天体,但希望未来将有机会看到这一幕。


#创作团队:

撰文:不二北斗

排版:lulu

#参考来源:

https://news.berkeley.edu/2023/03/22/surprisingly-simple-explanation-for-alien-comet-oumuamuas-weird-orbit/

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05687-w

https://www.science.org/content/article/mystery-our-first-interstellar-visitor-may-be-solved

#图片来源:

封面图:ESO/M. Kornmesser

首图:ESA/HUBBLE; NASA; ESO; M. KORNMESSER


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