这幅艺术家的插图展现的是首颗已知恒星际天体奥陌陌从太阳系经过。2017年10月19日，夏威夷的Pan-STARRS 1望远镜发现了这个奇特的天体。世界各地天文台的后续观测显示，它与太阳系中通常发现的任何天体都不像。
图源：ESO/M. KORNMESSER
撰文：NADIA DRAKE
2017年底，一位非同寻常的天外来客从太阳系穿过。这个岩质小天体并非来自地球附近，而是诞生于一个十分遥远的恒星系。
这位星际来客被发现它的团队命名为“奥陌陌（‘Oumuamua）”，在夏威夷语里的意思是“首先到达的远方信使”。它带给人们的困惑可不止一星半点。夏威夷毛伊岛上的哈雷阿卡拉天文台的Pan-STARRS项目最先发现了它，而翻滚的它加速的方式，无法单靠引力来解释。根据它所反射的光线来看，奥陌陌似乎呈细长的雪茄形状，跟我们太阳系里的任何天体都不一样。
新的电脑模拟揭示了这个奇异的恒星际天体可能的起源：一颗行星被其宿主恒星撕碎，留下了一些瘦长的碎片。几百万年甚至几十亿年之后，这些碎片进入了恒星际空间，奥陌陌则来到了我们的太阳系。这些电脑模拟指向了奥陌陌可能起源的三种母星系，而且解释了其狭长的形状和可疑的运动模式。
近日，该电脑模拟结果发表在了《自然·天文》上。该论文的第一作者、中国科学院国家天文台张韵博士说：“奥陌陌使人们难以解释其起源。在我们的研究之前，没有算法能产生这种细长的形状。”
遥远的奥秘
过去，天文学家总是怀疑恒星际天体会进入我们太阳系，发现它们只是时间问题。但是，他们猜测这些天体可能更像是最近发现的恒星际彗星Borisov。彗星Borisov带着冰冻的光晕，最终解体，看上去就像是我们太阳系里的冰冻天体。
美国耶鲁大学天文学教授 Greg Laughlin说：“有了彗星Borisov，我们确切地知道我们能预料恒星际访客会做什么，像什么。关于它的一切都太过于稀松平常。但他与奥陌陌形成了鲜明的反差，奥陌陌就没有什么是稀松平常的。”
除了有冰和像彗星，奥陌陌还是岩质的、干燥的，更像是一颗小行星。它太小太暗，难以直接观测其表面，因此，天文学家根据其翻转时反射光线的方式来推断其形状。它奇特、细长的形状立即激起了人们对其起源的猜想。当天文学家继续观测奥陌陌的路径时，他们发现，它几次奇怪的加速应该归因于其表面下方喷出的水蒸汽。
张韵介绍，最晚在去年，奥陌陌的起源仍然是个迷，但是，“所有这些谜团都能被我们的设想解开。”
太空雪茄制作指南
张韵及其同事、美国加州大学圣克鲁兹分校的林潮教授考虑了这种可能性，即奥陌陌来自于一个星系，有若干行星或微行星围绕一颗小而致密的中子星公转，这颗中子星有足够的引力来毁灭靠得太近的星球，而非先将其烧成灰烬。
该团队假设了绕这类恒星公转的三种天体的轨迹，分别是直径800米的微行星、类似彗星的冰冻天体和如超级地球一般的较大行星。
张韵和林潮发现，如果这些天体中的任何一个与恒星的距离小于35万千米，就会被翻转、拉长，并被恒星的引力撕碎，这一过程被称作潮汐力瓦解现象。天体越小，要被撕开就要靠得越近。根据来源行星的成分不同，一些碎片可能变成像奥陌陌一样翻滚的、超级细长的天体。由于这一过程十分剧烈，许多碎片将被甩进恒星际空间，一去不返。
耶鲁大学天文学教授 Greg Laughlin称：“大自然不会产生大量碎片一样的天体，而潮汐瓦解现象又确实能自然而然地产生碎片，这一事实使得这个研究理念非常巧妙，而他们在探究这一理念过程中做出了非常完整和细致的工作。”
电脑模拟还表明，当母体星球被撕开时，恒星的热量会融化碎片，并使其表明的水汽化。但这些碎片深处埋藏的冰层却能保存下来，这就可以解释人们之前猜测奥陌陌靠近太阳时释放出水蒸汽来获得非引力加速。
当这些行星碎片融化并重新硬化时，岩石变得更加坚硬，形成牢固的外壳，就像是融化后冷却的巧克力。张韵说：“当表面凝固后就更难将其拆散了。”这一回火过程或许能解释奥陌陌在经过太阳时为何没有像彗星Borisov一样碎掉。
雪茄形，还是煎饼形？
同样从事星际天体研究的新西兰坎特伯雷大学的Michele Bannister称，这些电脑模拟出色地解释了奥陌陌这类天体的形成原因。她说：“我认为，他们所提出的机制的可能性，比其他的更大。”她指出，奥陌陌是来自于一颗彗星这个说法最能说得通，而来自于一个超级地球大小的行星则不那么令人信服。
但是，她和Laughlin对这个谜团还有另外的疑虑：他们对奥陌陌的雪茄形状持怀疑态度，矛头指向的是去年夏季发表的一篇论文，该论文重新梳理了对奥陌陌的院史观测数据。较新的分析总结称，奥陌陌可能实际上呈煎饼形。Bannister将这个形状比喻成塞得过满的圆面饼，与外太阳系天体MU69（又名Arrokoth）形似。
Bannister说：“我们让新视野号探测器飞掠了MU69，然后发现了什么？我们发现两个塞得过满的圆面饼黏在一起。真是有意思，又让人浮想联翩。”
如果奥陌陌并非狭长的岩质碎片，那么，它的真正起源仍是一个谜团。
Laughlin说：“如果你假设这个天体是雪茄形的，从头到尾就能说得通它到底是啥。但是，如果奥陌陌真是煎饼形的，那么，一切又得回到原来的谜团中。”
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★ 吴传钧
