我们最新的外星彗星可能诞生于一颗垂死恒星的呕吐物中

我们最新的外星彗星可能诞生于一颗垂死恒星的呕吐物中

太阳系中几乎所有冰块、岩石或气体,从哈雷彗星到地球再到木星,都是以同样的方式形成的:由太阳诞生后留下的尘埃和气体漩涡云形成。因此,当天文学家发现一个不明物体从星际空间呼啸而来,身后有蒸发的彗星状羽流时,他们自然而然地认为它是以类似的方式围绕其他恒星形成的。

但如果没有呢?如果星际访客鲍里索夫代表了彗星形成的一种全新方式,那会怎样?私人公司 Space Initiatives 的物理学家马歇尔·尤班克斯 (Marshall Eubanks) 自 1980 年代在美国宇航局喷气推进实验室工作以来,一直在思考垂死恒星周围的宇宙尘埃是否能够产生类似的形成过程。如果恒星喷出的云确实聚集成固体,那么星际空间可能会充满这种黑暗的彗星状物体。他在最近的 arXiv 预印本中指出,鲍里索夫可能为天文学家提供了一个研究这一原本看不见的过程的转瞬即逝的机会。

“这就像是他们偶尔从保险库里拿出来的电影,”尤班克斯说。“它很快就会消失,我们必须想清楚现在该怎么办。”

彗星(或者说行星)的形成需要两个简单的条件。必须有足够的尘埃和气体,以便引力将成分拉到一起,并且运动不能太大,以免将材料分开。我们的太阳系在年轻时满足了这些条件,尤班克斯想知道它是否会在老年时经历第二次世界大爆发。

当类太阳恒星(质量约为太阳的 1 至 10 倍)耗尽燃料时,它们会膨胀为红巨星,经历剧烈的震荡,将核心中的碳和氧排出,最终坍缩为体积虽小但光芒四射的白矮星。这些明亮的残骸就像天文学家的探照灯,照亮了恒星在死亡期间抛出的所有物质——巨大且上镜的气体和尘埃泡,被称为“行星状星云”。

对这些星云的近距离观察发现,巨大的气体球体与整个太阳系一样大,正飞离它们的主恒星。这些“彗星结”的质量与地球相当甚至更大,足以形成类似鲍里索夫星的天体。由于它们的恒星在白矮星阶段静静地闪耀,这些结实际上可能保持着足够平静的状态,可以自行聚合在一起。此外,由于太阳系在死亡时喷出的物质比诞生时多得多,尤班克斯说,因此可以推断,大多数星际旅行者都来自它们生命周期的这一阶段。

这使得鲍里索夫成为“星尘彗星”的首选候选者,早期的观测结果并未排除这种奇特的可能性。这种假想彗星的成分与标准行星彗星的成分不同。例如,许多成分中都充满了特定形式的碳,这些碳是在恒星震动期间从恒星核心中挖掘出来的。碳往往会吸收氧气,阻止其形成水,尤班克斯说,这可以解释为什么鲍里索夫看起来如此干燥。

他还追溯了彗星在太空中的轨迹,鲍里索夫彗星似乎起源于一串类似的恒星,被称为沃尔夫 360 流。如果恒星随行人员还很年轻,这个理论就站不住脚了。但这颗恒星流似乎足够古老,以至于死去的成员可能会发出富含碳的使者。

如果鲍里索夫彗星真的是一颗星尘彗星,尤班克斯还预测了彗星尾部可见的各种成分的具体数量。“问题是,这是可以测试的,”他说,“那里要么有水,要么没有。那里要么有碳化硅,要么没有。你应该可以用一架好的望远镜来观察。”

他希望这篇目前正在《天体物理学杂志快报》进行同行评审的论文能够激励天文学家在今年春天进行适当的测量,因为鲍里索夫小行星将远离太阳的强光,但距离太阳太远。“从现在到三月是解决这类问题的时候,”他说。“一年后就太晚了。”

其他研究人员表示,这个想法需要更多的理论研究。“它带来了一些不为人知的奇迹,”范德比尔特大学天文学家鲍勃·奥德尔 (Bob O'Dell) 说,他毕生致力于行星状星云的研究。他质疑脆弱的彗星结是否能存活足够长的时间,以聚集成固体物体,但他发现鲍里索夫可能是这种遥远实体的结晶这一想法令人兴奋。“对于像我这样对行星状星云中的凝聚物着迷的人来说,”他说,“很高兴看到它们可能导致你可以近距离看到的东西。”

如果垂死恒星喷出的物质中哪怕只有一小部分最终变成块状固体,它们就会在恒星之间的空间中散落着类似鲍里索夫彗星的空间,这反过来可能会更新有关太阳系如何形成的理论。“星际介质就像葡萄干面包,”奥德尔说,“这会改变行星形成的过程。”

天文学家可能很幸运地连续发现了鲍里索夫和它的神秘前身“奥陌陌”,但下一代天空扫描仪,如即将投入使用的大型综合巡天望远镜 (LSST),将帮助天文学家从 2023 年开始更彻底地普查哪些类型的物体会穿过我们的太阳系。“LSST 应该会发现大量像鲍里索夫和“奥陌陌”这样的物体,”尤班克斯说。“我们有机会开始回答这些问题。”

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