科学大爆炸 奥妙的星际访客 人类在太阳系勘探到的第一个系外拜访星际天体奥陌陌
近距飞越恒星潮汐撕裂进程。张韵/国家地理台
迄今银河系中自转最快恒星，红五星是该星，黄色圆是太阳。国家地理台供图
数值模仿得到的奥陌陌。张韵/国家地理台
假如你是因为外星人或外星文明，而对地理发作了爱好，那么，这个叫“奥陌陌”的小家伙，或许能在某些特定的程度上满意你对地理探究的许多幻想。
奥陌陌是一个闯入太阳系的天体，也是人类在太阳系勘探到的第一个系外拜访的星际天体。不过，它终究是什么，是一艘外星飞船，一颗来自外星系的彗星，仍是一颗小行星？这样的一个问题从前难倒全球很多地理学家。
最近，地理学家交出了最新答卷：这位星际访客，很或许是一个行星天体的碎块。给出这一定论的是我国科学院国家地理台博士后张韵与美国加州大学圣克鲁兹分校教授林潮，他们把研讨成果宣布在世界学术期刊《天然-地理》上，其间说到他们经过数值模仿，第一次全面体系地复现了奥陌陌的一切特征。
有关奥陌陌的身世之谜，就此彻底揭开了吗？
“看不见”的客人
在破解这个地理问题的进程中，地理学家像侦察破案相同，一边给出猜想，一边进行验证。而破案的第一步，则是确定嫌疑人。
2017年10月，这个长约100米、长短轴份额为6∶1到10∶1的小天体，以每秒25.5公里的速度第一次闯入太阳系，随后一度到达44公里/秒。
这个速度引起了地理学家的留意。更让人惊奇的是，这位星际访客的运动轨道沿双曲线运转，而这，显着不同于一般太阳系的小行星或彗星。地理学家初步判断，这个家伙来自太阳系之外。
从肯定巨细来看，这个“不速之客”并不大，但相对而言，它现已远远大于太阳系内那些小天体的长短轴份额，具有极端特别的细长外形。也因而，有人用雪茄状来描绘它的姿态。
那一年，世界地理学界给它取了姓名，叫“奥陌陌”，意思是“远方的信使”。作为人类发现的第一个星际天体，奥陌陌的到来，引起了全球广泛重视。
它到底是谁？
彗星？这是其间一种猜想。张韵说，在奥陌陌之前，现有的行星体系理论以为，彗星更简单被其原有行星体系“甩出”。从人类过往的观测经历来看，因为彗星比同尺度的小行星更为亮堂，可观测到的星际天体，大多也是彗星。
要把猜想转化成定论，地理学家需求做的是：验证。
全球不少地理学家都行动了起来，他们期望运用观测的手法，来验证奥陌陌归于彗星这一猜想。
但是，即使调用了简直一切的地理望远镜，地理学家仍未发现这位星际访客身上有任何彗星的影子——从中并不能找到向外喷射气体和尘土的痕迹。
所以地理学家有了一个新的估测：奥陌陌，有没有或许是一颗小行星。
但令他们无法的是，奥陌陌是一个“看不见的客人”——人类仅凭现有的技能，难以捕捉其运动速度和亮度，只能得到一个大略的光谱，其间并没有物体反射率的详细信息。
2018年，地理学家派出了人类有史以来最大的太空红外望远镜——斯皮策太空望远镜，企图再次捕捉奥陌陌的身影。但是，这个以太阳轨道运转、与奥陌陌飞翔途径最近、被寄予厚望的人类勘探器，终究却以失利告终。
“它已飞得太远了，人类任何望远镜都无法勘探。”斯皮策望远镜团队科学家这样解说。
就这样，奥陌陌渐行渐远，在人们还未看清它之前，这位奥妙的星际访客，好像就这样“消失”了。
许多未解之谜
地理学家天然不愿意放过这个千载一时的时机，从某种意义上说，在奥陌陌之前，人类还从未有如此近间隔的时机了解太阳系以外的东西。
在奥陌陌消失两年后，关于它的许多疑团仍未解开。比方，它的运转轨道——这位访客好像来去自如，不受太阳系捆绑，现在正沿着双曲线轨道运转，几年后，或许就会穿过太阳系，一去不复返。
在对奥陌陌轨道数据进行计算研讨之后，地理学家发现，只要引进一个相当大的非引力项，才干使其轨道得到合了解说。换言之，这位星际访客之所以能够加快脱离太阳系，是受一种非引力的动力影响。
这再次让地理学家想到了彗星——彗星向外开释气体的行为，能够供给这样的一个非引力加快度。但是，这样的解说，又和人们对奥陌陌“不是一颗彗星”的猜想相悖。
还有一种解说，便是凭借太阳光压，奥陌陌有了非引力加快度，不过这也仅仅对具有超大面积-质量比的物体才有用——这便需求奥陌陌具有超乎寻常的疏松结构。
“侦破”进程一时间堕入僵局。有关奥陌陌的来历和成为星际天体的进程，也令地理学家们十分困惑，乃至还有科学家猜想，奥陌陌或许与外星生物存在某种相关。
“它，有没有或许是被本来地点的恒星‘甩’出去的？”张韵作了一个斗胆的假定。
依据奥陌陌的光谱性质，地理学家发现，这个访客在它本来地点的行星体系中，从前遭到恒星的激烈热辐射，而这个特征能够终究接近间隔飞越恒星发作。张韵说，如此近间隔的触摸，或许会让奥陌陌的母体，被恒星的潮汐效果撕裂，并将奥陌陌甩出原体系。
“正是这个看似最普通的性质，启发了咱们着手研讨潮汐撕裂星际天体构成理论。”张韵说。
就这样，最新一次的“侦破”开端了。
奥妙面纱被揭开
首先上台的是超级计算机，其强壮的算力协助地理学家做了数值模仿，成果发现，恒星的潮汐力，确实会将天体撕碎成许多的细长型碎片，一起，潮汐的效果，还会让一部分碎片的速度增大，以至于超越恒星的逃逸速度。换句话说，这些被撕碎的碎片，就会逃离恒星，然后成为一个星际天体。
相应地，超级计算机也“画出”了这些碎片的姿态：其长短轴的份额，大多数高于5∶1，有些乃至高于10∶1。这就在某种程度上，解说了奥陌陌极端特别的细长外形。
更为重要的是，数值模仿成果显现，在潮汐撕碎的进程中，这些碎片的外表，将遭到恒星火热灼烤，终究熔化，而当远离恒星时，这些熔化的外表，将会从头凝聚。这一进程，终究让碎片的全体结构具有很强的黏结力，然后保持其所构成的细长结构的稳定性。
潮汐撕裂星际天体构成理论，就像是一颗救命稻草，地理学家捉住这个破解暗码的钥匙之后，发展反常顺畅。从前困扰人类的许多问题，好像都逐个浮出了水面——
依据数值模仿，恒星的热辐射会加热这些碎片内部，其成果是，这些碎片体内可挥发性的气体将耗费殆尽。
“正因为这样，这些碎片失去了显着的彗星活动体现，而它们的光谱性质，则具有小行星的特征。”张韵说。
至于这些星际访客的非引力加快度，也有了一个解说。
依据热力学剖析，一些提高温度较高的可挥发性物质——比方水冰，能够在地下数十厘米的当地保存无缺。这些水冰，关于奥陌陌的游览，但是起了大效果。
张韵说，在奥陌陌的太阳系短途游览中，这些剩下的水冰，就会被太阳的热辐射激活喷射，然后供给了人类所观测到的非引力加快度。
至此，奥陌陌的奥妙面纱根本被揭开了，假如用一句话来说，这位星际访客很或许便是太阳系之外一个行星天体的碎块——一个被原行星体系中恒星的潮汐效果撕碎并甩出的碎片。
耶鲁大学地理系教授格雷戈里·拉夫林用“十分奇妙”的字眼来描绘这一研讨，他以为，该研讨运用行星体系演化进程的遍及现象，解说了奥陌陌的一切特征，显现了星际间物质分散的高效性，为人类了解行星体系的构成和演化供给了要害头绪。
还有更多的奥陌陌吗？
一个奥陌陌走了，还会不会有更多的奥陌陌前来？乃至，太阳系在自己内部会不会“甩出”奥陌陌？这些是奥陌陌留给地理学家的新问题。
张韵的观念是，因为潮汐力的强度跟着恒星密度的增大而增强，这种潮汐撕裂现象能够发作在密度较大的矮恒星邻近。不过对太阳而言，其密度相对较低，不足以发作这样的现象，相应地，人类在太阳系内也并未发现发作过相似奥陌陌的小天体。
不过，在张韵看来，相似奥陌陌的星际天体穿越太阳系，并非一个偶尔事情。
“从概率上估量，每个太阳系周围的恒星体系，均匀至少发作百万亿数量级的相似星际天体，才干够解说奥陌陌闯入太阳系事情的发作概率。”张韵说。
事实上，经过剖析或许的母体来历及数量散布，地理学家发现，从数千米直径的彗星，到地球巨细的行星，都有很大的或许是相似奥陌陌星际天体在被潮汐效果撕碎甩出前的母体，而这些母体所发作的星际天体数量，刚好能够解说奥陌陌的呈现概率。
“在奥陌陌之后，人们不得不彻底改变本身关于星际天体的认知。”奥陌陌世界空间科学研讨所一起担任人马修·奈特以为，这项最新的研讨超卓地解说了关于奥陌陌的疑团。
他的一个等待是，未来几年地理学家能够发现新的星际天体，看看它们是否具有相似奥陌陌的性质。“这将是十分风趣的。假如是这样，那么将标明现在这个机制描绘的进程是遍及的。”马修·奈特说。
张韵也以为，跟着我国和世界上各个巡天望远镜的建造和投入到正常的运用中，未来将会在太阳系内发现更多的星际天体，地理学家也将会更深入了解这些天体的性质，对星际天体的数量有着更准确的评价。
那时，人类会不会有更多新的发现，尤其是在生命来历、外星生物方面有所突破？
正如雷戈里·拉夫林所说：因为这些星际天体在被甩出去之前，重复经过原行星体系的宜居带，这在某种程度上预示着，那些组成生命的有机物质，很或许会经过这些天体，在星际之间进行传达。而这些，将为人类探究生命来历的奥妙供给新的思路。
中青报·中青网记者 邱晨辉 来历：我国青年报
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