張唯誠(chéng)

神秘的外星訪客

這個(gè)被稱(chēng)為“奧陌陌”的星際物體一直是個(gè)謎，它于2017年被發(fā)現(xiàn)時(shí)就引得人們眾說(shuō)紛紜。“奧陌陌”在夏威夷語(yǔ)中有“遠(yuǎn)方使者”之意，它是第一個(gè)已知的經(jīng)過(guò)太陽(yáng)系的星際天體，關(guān)于它是什么、來(lái)自哪里，則有很多不同的說(shuō)法。不過(guò)現(xiàn)在，天文學(xué)家們給出了新的解釋。

“奧陌陌”的神秘現(xiàn)身發(fā)生在2017年10月19日。這天早上，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)安裝在夏威夷群島哈雷阿卡拉火山上的泛星計(jì)劃望遠(yuǎn)鏡捕捉到了一個(gè)不尋常的光點(diǎn)，它正在快速地穿越太陽(yáng)系。哈雷阿卡拉火山的海拔高度是3052米，觀測(cè)條件非常好，而泛星計(jì)劃望遠(yuǎn)鏡負(fù)責(zé)監(jiān)視所有可能撞擊地球的天體，一旦發(fā)現(xiàn)了可疑的天體，望遠(yuǎn)鏡就將快速追蹤它的蹤跡，通過(guò)速度和位置計(jì)算它的運(yùn)行軌道。

“奧陌陌”的飛行速度非?？?，從亮度變化上判斷，它的形狀很不規(guī)則且很有可能在進(jìn)行著周而復(fù)始的翻滾。更為奇怪的是，人們觀察到這個(gè)天體還存在著令人不解的加速行為，因此人們對(duì)它的猜測(cè)也多種多樣：這是小行星？彗星？或者是一艘外星飛船？

“奧陌陌”確實(shí)首先使人想到了小行星，然而它奇怪的加速行為使小行星的說(shuō)法受到了質(zhì)疑。一些人認(rèn)為，它更像是一艘可控制飛行狀態(tài)的外星飛船，例如光帆太空船。這種太空船有著巨大的光帆，借助太陽(yáng)光產(chǎn)生的光壓來(lái)獲取推力。它最適合進(jìn)行距離遙遠(yuǎn)的太空旅行，是很理想的進(jìn)行星際飛行的航天器。

不過(guò)，這種推測(cè)還是無(wú)法解釋“奧陌陌”的翻滾行為。這是因?yàn)楣夥沾枰獙⒎冀K對(duì)著光源，并且相較于進(jìn)行星際旅行的太空船，“奧陌陌”的運(yùn)行速度似乎顯得太慢，這讓天文學(xué)家們更加堅(jiān)信“奧陌陌”是一個(gè)自然產(chǎn)生的物體。

鎖定“類(lèi)冥天體”

在宇宙中，有些自然產(chǎn)生的物體也是會(huì)出現(xiàn)加速行為的，最典型的就是彗星。在太陽(yáng)系里，彗星是一種冰凍的天體，通常擁有一個(gè)偏心率很高的橢圓軌道。當(dāng)它們從太陽(yáng)附近飛過(guò)時(shí)，太陽(yáng)的熱量會(huì)加熱它們的表面，其上的物質(zhì)會(huì)蒸發(fā)掉一些，太陽(yáng)的光壓和太陽(yáng)風(fēng)把這些物質(zhì)推向遠(yuǎn)離太陽(yáng)的地方，形成彗尾，這就形成了彗星。

當(dāng)彗星被陽(yáng)光照射時(shí)，受光面的冰會(huì)蒸發(fā)，蒸發(fā)使彗星獲得了一點(diǎn)火箭般的推力，其速度會(huì)發(fā)生變化。在這一點(diǎn)上，“奧陌陌”有點(diǎn)像彗星。在受到太陽(yáng)光的照射后，它的運(yùn)行速度比重力本身所允許的速度略快，但“奧陌陌”又與彗星有所不同，因?yàn)樗鼪](méi)有彗尾，這種彗尾是典型的彗星冰——由一氧化碳或二氧化碳形成的冰造成。

冥王星

為了尋找答案，美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的行星科學(xué)家艾倫·杰克遜和史蒂文·德施研究了這個(gè)奇怪的物體，他們想找到是否有類(lèi)似的冰在蒸發(fā)時(shí)給了“奧陌陌”以足夠大的推力，這樣就能合理地解釋它的運(yùn)動(dòng)了。

蒸發(fā)的冰對(duì)彗星施加的力的大小往往取決于一些因素，比如冰在吸收能量時(shí)被加熱了多少、冰分子的質(zhì)量，甚至冰的晶體結(jié)構(gòu)等。由于分別由氮、氫和水組成的冰蒸發(fā)時(shí)對(duì)星體施加的推力是不同的。兩位科學(xué)家通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，氮冰能給予“奧陌陌”以火箭般的推力更加吻合實(shí)際情況。由于氮冰并不覆蓋在類(lèi)似彗星這樣的小天體上，它們大多覆蓋在外太陽(yáng)系內(nèi)（內(nèi)太陽(yáng)系指太陽(yáng)系中從太陽(yáng)到小行星帶之間的區(qū)域。水星、金星、地球和火星都是內(nèi)太陽(yáng)系中的天體。從木星開(kāi)始，土星、天王星、海王星，直至柯伊伯帶和奧爾特云都屬于外太陽(yáng)系。）類(lèi)似冥王星和海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一這樣的天體上，所以兩位科學(xué)家認(rèn)為，“奧陌陌”很可能是一塊來(lái)自太陽(yáng)系外的類(lèi)冥天體上的碎片。

類(lèi)似冥王星的天體，通常被簡(jiǎn)稱(chēng)為“類(lèi)冥天體”。在我們的太陽(yáng)系里，它們存在于柯伊伯帶中。2015年，當(dāng)“新視野號(hào)”探測(cè)器飛越冥王星時(shí)，它發(fā)現(xiàn)冥王星的表面布滿凍結(jié)的氮、甲烷和二氧化碳。此外，它還發(fā)現(xiàn)有廣袤的平原、綿延的山嶺和流動(dòng)的氮冰川。類(lèi)似的天體還有海衛(wèi)一。1989年，當(dāng)“旅行者2號(hào)”探測(cè)器接近海衛(wèi)一時(shí)，它發(fā)現(xiàn)了幾座間歇泉噴出冰凍的甲烷、氮和其他冰類(lèi)物質(zhì)。

星際空間中的“流浪者”

艾倫·杰克遜和史蒂文·德施認(rèn)為，“奧陌陌”很可能是一塊來(lái)自太陽(yáng)系外的類(lèi)冥天體上的碎片。這樣的解釋合理嗎？為了確定這種可能性，兩位科學(xué)家計(jì)算了太陽(yáng)系早期大塊氮冰從類(lèi)冥星體上撞落的幾率。當(dāng)時(shí)，位于海王星軌道外圍的柯伊伯帶天體的數(shù)量比現(xiàn)在多得多，其中就包括數(shù)千個(gè)被氮覆蓋的類(lèi)冥天體。但大約40億年前，海王星的軌道擴(kuò)張了，這種分裂導(dǎo)致許多柯伊伯帶上的天體相互碰撞，它們大多漂出了太陽(yáng)系。

現(xiàn)在的研究表明，在太陽(yáng)系早期，柯伊伯帶上的天體間的碰撞的確經(jīng)常發(fā)生。例如，冥王星就可能遭遇過(guò)一次撞擊，這使它的周?chē)a(chǎn)生了不少碎片，演變成了一個(gè)衛(wèi)星群?？茖W(xué)家們據(jù)此推測(cè)，大約在數(shù)十億年前，原始的冥王星和冥衛(wèi)一發(fā)生了一次劇烈的碰撞，但碰撞并沒(méi)有使這兩個(gè)天體完全毀滅，它們演變成了兩顆相互圍繞對(duì)方運(yùn)行的行星與衛(wèi)星。而碰撞產(chǎn)生的碎片也充斥于這個(gè)新誕生的系統(tǒng)中，最后形成了其他4顆很小的圍繞冥王星運(yùn)行的衛(wèi)星。

據(jù)艾倫·杰克遜和史蒂文·德施估計(jì)，在當(dāng)時(shí)混亂的太陽(yáng)系里，碰撞可能會(huì)從類(lèi)冥天體上撞下數(shù)萬(wàn)億塊氮冰碎片。如果其他行星系統(tǒng)也拋出同樣多的氮冰碎片，那么這些物體就有可能占據(jù)星際空間天體總數(shù)的4%，成為星際空間中的流浪者。研究人員分析后認(rèn)為，雖然像“奧陌陌”這樣的物體在現(xiàn)實(shí)中并不多見(jiàn)，但發(fā)現(xiàn)它們也并非難事。

遺憾的是，“奧陌陌”距離地球越來(lái)越遠(yuǎn)了。2017年年末，它已越過(guò)近地點(diǎn)。而在2018年年中，它飛越了木星軌道，接近土星軌道，人們只能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡目送它離開(kāi)太陽(yáng)系。這樣一來(lái)，天文學(xué)家們便無(wú)法通過(guò)更多的觀察來(lái)證實(shí)兩位科學(xué)家的觀點(diǎn)是否正確。但研究人員相信，將來(lái)薇拉·魯賓天文臺(tái)和歐洲航天局的彗星攔截任務(wù)可以探測(cè)到更多的星際物體。預(yù)計(jì)薇拉·魯賓天文臺(tái)每年都將發(fā)現(xiàn)一個(gè)星際訪客，而彗星攔截任務(wù)則可能真的會(huì)探訪一顆這樣的天體?！皧W陌陌”的身份之謎也許還有大白于天下的機(jī)會(huì)。