一個幾百米寬的巖石質物體從另一個太陽系移動到了我們的太陽系
舉一個科學預測的神奇例子，查閱1997年2月發(fā)布的《天文學》，在文章《尋找流氓彗星》中，行星科學家艾倫·斯特恩自信地預言：“天文學家將會發(fā)現(xiàn)一顆星際彗星。當遇到一顆巨大行星后，這個家伙突然被粗魯?shù)厮Τ隽俗约旱南到y(tǒng)，以一個很高的速度劃出開放的雙曲線軌道穿越我們的太陽系的時候被我們發(fā)現(xiàn)?！?/p>
現(xiàn)任瞄準冥王星與柯伊伯帶的NASA“地平線”計劃的項目領導斯特恩說：“我們有一個關于未來很棒的假想?！?/p>
斯特恩可能需要等待20年，他的預言才會成真。然而，當彗星離地球很近以致可見的短暫時間里，它的到來將會隨著大批大型望遠鏡都迅速采取行動以獲得數(shù)據(jù)而激起一系騷動。
事情在10月19日夜里鬼使神差地生了，當夏威夷大學的天文學家羅伯發(fā)現(xiàn)1.8M泛星計劃（Pan-STARRS）1望遠鏡在雙魚座拍攝到了一個不尋常的20星等的條紋。在昨晚拍攝的照片中，他發(fā)現(xiàn)了同樣的物體，他聯(lián)系了歐洲航天局的天文學家馬爾科。果然，他在加納利群島的望遠鏡也捕捉到了它。
帕洛瑪?shù)墓桌乡R5米海爾望遠鏡拍攝的星際來客'Oumuamua 中間的黑點就是Oumuamua
羅伯說:“它的運動不能用普通的太陽系小行星或彗星軌道來解釋。”“當我們的數(shù)據(jù)集都在一起時，很明顯，它運動方式唯一的解釋就是雙曲線的軌跡?！?/p>
美國國家航空航天局近地天體研究中心的大衛(wèi)補充說:“它的速度非?？?，在這樣的軌道上，我們可以負責地說，這個物體正在從太陽系中穿出，而且不會在回來?！?/p>
小行星中心剛剛給這個星際闖入者一個永久的稱號:1I/'Oumuamua?！胺盒恰眻F隊選擇了這個夏威夷名字來表示該物體的“偵察”或“信使”特征。在夏威夷語中，這是“遠方信使”的意思。
1I/‘Oumuamua的速度和起源與斯特恩和其他天文學家在幾十年前的預測非常接近。該物體以每秒25.5千米(57000英里/小時)的速度進入太陽系，正好位于斯特恩預計的20到30千米的范圍內。這個闖入者來自于天琴座的方向，距離太陽在星際空間中運動的方向只有幾度的距離——在這個地方我們希望能找到多數(shù)闖入者。
1/Oumuamua，也被稱為a/2017 U1，在一個雙曲線(不返回)的道路上，進入了我們的太陽系。作為比較，我們太陽系內的一顆彗星的平均軌道也被顯示出來。
通過跟隨1I/Oumuamua的路徑，天文學家可以追蹤它穿過我們太陽系的整個軌跡。它幾乎直接從黃道“上方”上進入。9月2日，它在水星的軌道中穿過黃道，在9月9日與太陽最接近。太陽的引力急劇地使它偏離了它的路徑，并加快了它的速度。這名闖入者于10月14日在2400萬公里的范圍內與地球最接近，當時它以驚人的速度以每天12度的速度在天空中移動?，F(xiàn)在，它以44千米/秒的高速射彈回黃道上方，向飛馬座前進。
只是短暫的一瞥
由于1I/‘Oumuamua’s速度太快，天文學家只能追蹤它10天。它從未顯示出任何特別的活動跡象，而且因為它的亮度也沒要超過19.7度，天文學家也只能得到一個粗略的光譜。它的顏色與低迷的活動顯示出它的成分比起彗星來說更像是小行星。
但加州大學洛杉磯分校的天文學家大衛(wèi)提出它低迷的活動與微紅的顏色只是意味著它的表層沒有容易揮發(fā)的物質。我們對于它的內部組成一籌莫展，我們對它的物理性質也沒有多少了解。
即使是大小也不太為人所知。由于缺乏關于這個物體反射率的詳細信息，天文學家們只能說它大概有幾百米寬。
雖然斯特恩預測了這一發(fā)現(xiàn)的大致的一個輪廓，但他預計第一個星際物體將被進一步被研究。
我沒有想到我們會第一個發(fā)現(xiàn)進入太陽系內部的物體?！彼固囟骰貞浀??！爱斈阌^測得越遠，目標區(qū)域就會變得越來越大。我的計算表明，根據(jù)望遠鏡的能力，最有可能第一次觀測到天外來客的距離將在10到30個天文單位之間。泛星計劃發(fā)現(xiàn)它離地球很近，這讓我很驚訝。觀測到近距離飛掠的概率要比遠距離觀測更為稀有。這可能意味著有更多這樣的天外來客?！?/p>
斯特恩預測，1I/Oumuamua僅僅是研究這一類新物體的一個開端。他把這一發(fā)現(xiàn)比喻為上世紀90年代早期的柯依伯帶天體。大衛(wèi)和簡在1992年的第一個發(fā)現(xiàn)，最終導致了大量的柯依伯帶天體的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)了成千上萬的柯依伯帶天體。斯特恩甚至暗示，更多的星際物體可能隱藏在泛星數(shù)據(jù)的檔案中，一旦團隊對其搜索軟件進行微調，星際物質就可能出現(xiàn)。
羅伯表示同意?！拔覀儺斎幌Ｍ苷业礁?，”他說?！凹热晃覀冎肋@些東西存在，我們就會嘗試調整我們的研究策略，以增加我們找到另一個目標的機會?！蔽覍閷ふ业礁嗟膶ο蠖阉鞣盒菙?shù)據(jù)檔案保持著很大的興趣，當然這需要一些努力。”
泛星計劃觀測站的天文學家第一個觀測到了入侵者
這只是一個開始
沒有人能確切地知道銀河系中有多少這樣的天體存在，但它的數(shù)量一定是驚人的。根據(jù)斯特恩的說法，在太陽系形成的早期，行星的形成過程中遺留下了混亂的殘骸。木星、土星、天王星和海王星的形成可能會將1013—1014個直徑大于1KM的物體驅逐出軌道。把這個數(shù)字推及到銀河系中的1011顆恒星上，得出大于1KM的物體約有1024-1025個。較小的類似1I/‘Oumuamua的物體可能會有更大的數(shù)量級了。但是我們的星系的體量是如此之大，以至于在太陽系中捕捉到這樣一個星際闖入者就像在廣闊的草叢里要找到一根針一樣。
夏威夷大學羅伯的同事凱倫說：“當這臺8米級的大型綜合巡天望遠鏡于2021年上線時，它能覆蓋大片的天空視場毫無疑問地有利于捕捉到大量的闖入者。我們有研究這些家伙的潛力，然而要高效地實現(xiàn)這一點還是有賴于后續(xù)投入更大的望遠鏡，譬如現(xiàn)在在建的30-40m級望遠鏡?！?/p>
斯特恩補充說:“當我們更多地觀測到這些物體后，我們將會對它們大部分是小行星還是彗星的問題很感興趣。”因為我們太陽系中的巨大行星離太陽很遠，它們噴射出的主要為冰(彗星)組成的物體。如果事實證明大多數(shù)星際物體都是巖石，那就意味著大多數(shù)驅逐它們小天體的行星系統(tǒng)都有一個離它們的恒星很近的巨型行星?！?/p>
天文學家還將對這些星際物體的大小與分布、以及它們是否有衛(wèi)星感興趣。他們還將了解這些星際物體的自轉速率與反射率。
斯特恩強調這些物體來自非常遙遠的恒星。它們的在數(shù)十億年的時間中不斷運行不斷地混合，所以它們代表了星系中存在的所有行星系統(tǒng)的一個統(tǒng)計學樣本。
斯特恩解釋道：“這有點像風中的花粉。即使你的院子里沒有任何能產生花粉的樹，你仍然能看到遠處的樹木在風中吹來的花粉。通過研究花粉，你可以了解到產生這種花粉的樹木的數(shù)量?，F(xiàn)在我們要開始從銀河系的所有其他行星系統(tǒng)中獲取所有噴出物的統(tǒng)計學樣本?！?/p>
星際間的物體一直在寒冷的太空中漫游，幾乎沒有改變它們的力量作用于它們。換句話說，它們是在深度凍結中被儲存的“標本”。斯特恩說:“它們由其他恒星系統(tǒng)制造的保存完好的樣本。因為這個原因，隨著被研究樣本的增多，它們會變得很有價值?！?/p>
1I/“Oumuamua”并不是太陽系中第一個被發(fā)現(xiàn)的星際物體，它是第一個宏觀的物體。天文學家以前已經探測到宇宙射線、氣體和離子，他們甚至還收集了星際塵埃顆粒。
譯者：趙昌皓
責編：鐘天意 何彥達
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