太阳系的天体之谜（意外闯入太阳系的TA）

人类发现的首个来自太阳系外的星际天体“奥陌陌”的起源，被两位华人科学家揭开。

北京时间2020年4月13日，国际学术期刊《自然·天文》(Nature Astronomy) 在线发布了中国科学院国家天文台张韵博士与美国加州大学圣克鲁兹分校林潮教授的研究论文。他们的研究认为，奥陌陌这类星际天体可能是被原行星系统中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片，因为太靠近恒星而被撕裂甩出，其中一块恰好路过了太阳系。在多孔的表面下，它可能深藏着水。这项研究以数值模拟结果首次全面系统地复现了奥陌陌的所有特征。

这也是奥陌陌在2017年首次被发现后，第一次有科学家明确提出其起源。

泛星计划望远镜（来源：全国科技名词委网站）

发现：闯入太阳系的天外来客

2017年10月19日晚，位于夏威夷毛伊岛上哈雷阿卡拉天文台的泛星计划（Pan-STARRS）望远镜打开圆顶，准备开始晚上的巡天观测。

当晚的观测负责人是夏威夷大学天文系博士后Rob Weryk博士。在开始观测不久，电脑信息就提示发现了一个可疑近地天体。Rob对此天体的运动轨迹进行了估算，结果让他很是吃惊，从其运行轨迹来看，不太像太阳系内天体的轨道。接下来几天，他又利用更大口径的加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）进行了追踪观测，进一步确认了此天体的轨道非常极端：双曲线轨道偏心率达到了1.19，这是目前已知最高的。如此高的偏心率表明这是一个来自于太阳系之外的天体。这是目前为止人类发现的第一个星际天体。

艺术家描绘的奥陌陌（来源：ESO/M. Kornmesser）

命名：神秘的远方信使

这颗有着深红色外观的天体，被国际天文学联合会给予了一个永久的科学名字1I/2017 U1。除科学名称之外。科学家们还用夏威夷当地的土语命名它为1I/ʻOumuamua，意为“第一位来自远方的使者”。

在命名其标准中文名称时，全国科学技术名词审定委员会天文学名词审定委员会接纳了国家天文台研究员陈学雷的建议，将其音译为“奥陌陌”星：“奥”有神秘莫测之意，“陌”意味着远方的信使。这一建议得到了绝大多数委员的赞同和支持，最后天文学名词委员会公布“奥陌陌”为第一个系外天体的中文名称。

张-林数值模拟得到的奥陌陌（来源：国家天文台/张韵）

争议：彗星、小行星还是外星飞船？

奥陌陌和地球的接触实在是太短了。在经过太阳系引力的作用后，它又以极快的速度远离太阳，消失在太空望远镜能捕捉的范围内。也因此，这位星际访客给科学家们留下了诸多谜团。

奥陌陌长约100米，长短轴比例为6:1–10:1，远远大于已知太阳系内小天体的长短轴比例，具有极其特殊的狭长外形。它在运动过程中伴随着快速旋转，并且自转轴不固定。

在奥陌陌被发现之前，现有的行星系统理论认为，彗星更容易被其原有行星系统甩出，并且由于彗星比同尺寸的小行星更为明亮，可观测到的星际天体应多为彗星。

奥陌陌的运动轨迹很飘忽，不能完全用引力来解释。换句话说，它看上去有额外的“动力”。而这点在彗星身上会发生。奥陌陌在靠近太阳时发生了加速，似乎可以用彗星机制来解释。彗星含有丰富的冰物质，受太阳辐射而升华，在身后留下长长雾状的彗尾。这个尾巴就像喷气式推进器一样，为彗星提供了额外的加速度。

然而，奥陌陌的外形更像小行星而非彗星，且找不到有彗星活动的证据。科学家们从而又推测奥陌陌是一颗小行星而非彗星。

哈佛大学理论物理学家Avi Loeb趁机抛出了“星际光帆”假说，即奥陌陌可能是一艘外星文明制造的飞船，受光子的推力前进，就像帆船被风鼓动。但美国搜索外星文明研究所（SETI）表示，并未在奥陌陌上找到人工无线电信号。

在奥陌陌消失两年后，它的起源仍令天文学家们十分困惑。

近距飞越恒星潮汐撕裂过程（来源：国家天文台/张韵）

揭秘：恒星潮汐作用揭开奥陌陌神秘面纱

通过使用超级计算机进行的数值模拟研究，张韵与林潮两位科学家在最新发表的论文中提出，奥陌陌可能是被原行星系统中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片。这一发现或能解释奥陌陌的一些独有特性。

“奥陌陌的光谱性质显示它在原来的行星系统中曾经受到恒星的强烈热辐射，这个特征可以通过近距飞越恒星产生，而如此近距离的接触可能使得奥陌陌的母体被恒星的潮汐作用撕裂，并将奥陌陌甩出原系统。”张韵谈到。

他们发现，恒星的潮汐力会将天体撕碎成许多的细长型碎片。如果母体离恒星的距离在几十万千米之内，就会在恒星潮汐的作用下扭曲、瓦解。母体随即会产生非常扁长的转动碎片，这些碎片有足够的动能，可以逃离这个行星系统。这些碎片还具有翻滚旋转的特征，长短轴的比例大多数高于5:1，有些甚至高于10:1。母体表面会变得非常热，大部分挥发性物质都会蒸发。研究人员认为，其更深层可能保留了水。奥陌陌多孔表面所出现的蒸发现象，或能解释科学家在奥陌陌飞掠太阳时观测到的非引力加速度。

这个母体可能是一个千米级别的星子（相当于行星胚胎的星云），或是一颗“超级地球”（比地球大很多的岩石行星），最初绕着一颗低质量恒星或白矮星旋转。

艺术家描绘的奥陌陌潮汐撕裂形成过程（来源：北京天文馆/喻京川）

未来：更多“奥陌陌”进入人类视野？

“类似奥陌陌的星际天体穿越太阳系不应该是一个偶然事件，从概率上估计，每个太阳系周围的恒星系统平均至少可以产生百万亿数量级的类似星际天体，才能够解释奥陌陌闯入太阳系事件的发生概率。”张韵补充道，他们发现，从数千米直径的彗星到地球大小的行星均有可能是类奥陌陌星际天体在被潮汐撕碎甩出前的母体，所产生的星际天体数量恰好可以解释奥陌陌的出现概率。

随着我国和国际上各个巡天望远镜的建设和投入使用，未来将会在太阳系内发现更多的星际天体。

耶鲁大学天文系教授格雷戈里·拉夫林表示，由于这些星际天体在被甩出前反复经过原行星系统的宜居带，组成生命的有机物质可能通过这些天体在星际间传播，为人类探索生命起源的奥秘提供了新的思路。

封面新闻徐亚岚 综合自中新网、科技日报、中科院国家天文台网站、全国科技名词委网站、澎湃新闻等

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