“Oumuamua 不是外星人,但它也可能不是小行星

“Oumuamua 不是外星人,但它也可能不是小行星

小行星和彗星通常很重,但‘奥陌陌’——第一个穿过太阳系的星际访客——却轻得不可思议。

如今,距离该物体消失两年后,研究人员仍在对“奥陌陌”的莫名其妙行为感到困惑。这颗“闯入者”过于灵活,不可能是岩石小行星;又过于干燥,不可能是冰彗星,因此它既不符合常规分类,又不符合常规分类。一种新兴但颇具争议的理论认为,其原因在于“奥陌陌”可能具有多孔结构,因此重量极轻,甚至阳光都能推动它。现在,一项新的分析得出结论,这种蓬松结构实际上可能是合理的。虽然它很脆弱,但可能有足够的强度在旅途中不破裂。

“这不是我们以前在太阳系中见过的那种物体,”Eirik Flekkøy 说

奥斯陆大学物理学家,该论文的合著者,论文于周一发表在《天体物理学杂志快报》上。“这是一个全新的事物。”

到 2017 年秋季天文学家注意到“奥陌陌”时,它已经加速返回恒星。天文学家认为它是一颗奇怪的雪茄形小行星,直到他们注意到它仅靠引力就以比正常速度更快的速度撤退——这种行为在太空岩石中闻所未闻,因为太空岩石通常没有其他方式来加速。

在我们的太阳系中,除了重力之外,加速的物体通常是彗星,它们是脏雪球,当它们靠近太阳时会变软,并通过在它们身后喷洒融化的冰块获得推进力。然而,奥穆阿穆亚并没有显示出这种彗尾的迹象,即使是在最近对它应该融化得最厉害时的观测结果进行回溯分析时,也没有发现这种彗尾的迹象。

但是,如果不是冰柱推动了“奥陌陌”的快速逃逸,那又是什么呢?一篇颇具争议的论文认为,太阳光本身的压力正在将该物体推开,因为轻粒子具有台球般的动量。但考虑到“奥陌陌”作为小行星的假定重量,它需要一个巨大的平坦表面来吸收足够的太阳光线,才能从轻粒子的轰击中获得任何形式的推动力。“除了外星文明的制造之外,实际上没有任何合理的机制可以形成这样的东西,”弗莱科伊说。但如果有人在家,他们似乎并没有向我们打招呼。

然而,今年 2 月,太空望远镜科学研究所天文学家阿玛雅·莫罗-马丁 (Amaya Moro-Martín) 提出,太阳推动“奥陌陌”并不是因为它在驾驶一张巨大的帆,而是因为“奥陌陌”重量较轻。

该物体既不是冰也不是岩石,而可能是尘埃和冰粒的蓬松聚集物。研究人员将这种结构称为“分形聚集体”,因为它的多孔图案在不同尺寸尺度上重复出现。无论是用肉眼、放大镜还是在显微镜下观察,分形“奥穆阿穆亚”都会有各种大小的孔洞。“我认为如果你击中这个东西,就像击中蜘蛛网一样,”弗莱科伊说。

莫罗-马丁的建议引起了弗莱科伊和他的同事的兴趣,他们开始检验分形聚合假说是否站得住脚。他们注意到,观测到的“奥陌陌”旋转速度减慢支持了这一理论,因为减速的速度与光对表面某些部分(如较亮的部分)的推力大于对其他部分推力的现象相吻合。当物体被太阳加热后冷却时,热量的散发也会施加轻微的推力。所有这些不均匀的推力加起来会使一个块状物体随着时间的推移而旋转得更快或更慢。因此,研究人员推断,如果阳光可以转动“奥陌陌”,也许它们也可以加速它的速度。

该团队还计算了理论上的尘埃球在旋转的压力下能保持多好(想象一下游乐场旋转木马如何将人甩出去),以及太阳对奥穆阿穆亚近端的引力比远端更大。“如果这是一种丝状、多孔、分形结构,它能存活下来吗,”弗莱科伊说。“答案是相当安全的,是的。”

然而,该物体的极端特性让其他研究人员难以相信。要想在几个月的观察中对阳光产生明显反应,奥陌陌的密度必须比海平面的空气低一百倍,甚至比工程师能制造的最轻材料——气凝胶还要轻。“我们通过非常精细的技术制造了这些气凝胶,”剑桥大学天体物理学家罗曼·拉菲科夫说。“你如何在星际空间中重建它?”

早期太阳系的模型显示,粒子会相互碰撞,自然形成小的分形图案,但拉菲科夫质疑这些宇宙尘埃团是否真的能够长时间避免干扰,从而成长为类似“奥陌陌”的物体。不过,他承认,他更喜欢分形理论,而不是外星人理论,而且他想不出更可能的情况。“如果我有其他选择,”拉菲科夫说,“我早就把它发表了。”

如果尘埃分形确实变大,并偶尔偏离到距离地​​球足够近的地方,以便天文学家可以发现它们,这些观测结果可以告诉研究人员导致行星形成的条件和过程。

但“奥穆阿穆亚”本身早已消失在夜色中,因此天文学家无法通过直接观察来评估尘埃云理论。而当第二位星际访客此时正穿过太阳系时,它看起来就像一颗典型的平淡无奇的彗星。弗莱科伊和拉菲科夫都希望,未来的过路者将是古怪的“奥穆阿穆亚”家族的成员,无论这个家族是什么。

“在我的职业生涯中,‘奥穆阿穆亚是最令人费解的天体,”拉菲科夫说。“如果 [类似天体] 真的不断进入我们的太阳系,我们可能会更好地为这种分析做好准备。”

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