2017年，人類(lèi)歷史上首次發(fā)現(xiàn)有“外來(lái)客”闖進(jìn)了太陽(yáng)系。那是一顆外形異常狹長(zhǎng)的天體，速度很快，且似乎會(huì)自己“加速”。走位比彗星更飄忽，卻又沒(méi)有彗星的尾巴。甚至有哈佛科學(xué)家猜測(cè)，那是一艘外星帆船。

而《自然-天文學(xué)》（Nature Astronomy）4月13日晚間發(fā)表的一篇研究提出了一種統(tǒng)一星際訪客奧陌陌（Oumuamua）所有詭異之處的可能解釋。奧陌陌的前身是一顆巖石超級(jí)地球，或還沒(méi)有成為行星，就因太靠近恒星而被撕裂拋灑，其中有一塊恰好路過(guò)了我們的太陽(yáng)系。在多孔的表面下，它深藏著水冰。

論文的兩位作者分別是中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的張韻和美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校天文系教授、清華大學(xué)高等研究院訪問(wèn)教授林潮。

遠(yuǎn)方的信使

“奧陌陌”于2017年10月19日被夏威夷的泛星巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，它呈暗紅色，身形異常狹長(zhǎng)，長(zhǎng)寬比超過(guò)6，像一支雪茄。

國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)將它命名為1I/ Oumuamua，I代表著星際天體，奧陌陌就此成為了人類(lèi)在這個(gè)類(lèi)別里記錄的第一筆。Oumuamua在夏威夷語(yǔ)中意為“遠(yuǎn)方的信使”，不僅說(shuō)它遠(yuǎn)道而來(lái)，也形容它速度很快。

科學(xué)家們估算，奧陌陌以每秒25.5千米的速度進(jìn)入太陽(yáng)系，隨后一度達(dá)到每秒44千米，短短兩個(gè)月后，地球上最靈敏的望遠(yuǎn)鏡也難以再看清它的身影。

奧陌陌外形狹長(zhǎng)，像一支雪茄

更引人好奇的是，奧陌陌的運(yùn)動(dòng)軌跡很飄忽，不能完全用引力來(lái)解釋。換句話說(shuō)，它看上去有額外的“動(dòng)力”。

這點(diǎn)在彗星身上倒是會(huì)發(fā)生：彗星含有豐富的冰物質(zhì)，受太陽(yáng)輻射而升華，在身后留下長(zhǎng)長(zhǎng)霧狀的彗尾。因此，中國(guó)民間把彗星稱(chēng)為掃把星。這種“掃把”尾巴就像噴氣式推進(jìn)器一樣，為彗星提供了額外的加速度。

奧陌陌在靠近太陽(yáng)時(shí)發(fā)生了加速，似乎可以用彗星機(jī)制來(lái)解釋。

然而，初步觀測(cè)顯示，奧陌陌的外形更像小行星而非彗星，且找不到有彗星活動(dòng)的證據(jù)。

一向腦洞大開(kāi)的哈佛大學(xué)理論物理學(xué)家Avi Loeb又趁機(jī)拋出了他的“星際光帆”假說(shuō)，即奧陌陌可能是一艘外星文明制造的飛船，受光子的推力前進(jìn)，就像帆船被風(fēng)鼓動(dòng)。

美國(guó)搜索外星文明研究所（SETI）則表示，并未在奧陌陌上找到人工無(wú)線電信號(hào)。

一種統(tǒng)一的解釋性

可以說(shuō)，此前關(guān)于奧陌陌的假說(shuō)往往顧此失彼，能解釋一點(diǎn)卻難以說(shuō)通另一點(diǎn)

張韻和林潮建立了一種能夠兼顧奧陌陌許多罕見(jiàn)特性的模型，包括其不尋常的扁長(zhǎng)外形，缺乏霧狀的彗發(fā)，以及在飛掠太陽(yáng)時(shí)出現(xiàn)的非引力加速。

他們的模型表明，如果奧陌陌的母體離恒星的距離在幾十萬(wàn)千米之內(nèi)，收到恒星強(qiáng)大引力場(chǎng)支配，就會(huì)在恒星潮汐力的作用下扭曲，然后瓦解。母體隨即會(huì)產(chǎn)生許多形狀非常扁長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)碎塊，這些碎塊具有足夠的動(dòng)能，可以逃離這個(gè)行星系統(tǒng)。

模擬不同距離下的潮汐撕裂過(guò)程與碎片形狀

母體的表面在這個(gè)過(guò)程中會(huì)變得很灼熱，大部分揮發(fā)性物質(zhì)從而蒸發(fā)。但作者認(rèn)為在奧陌陌多孔的表面之下，其更深層可能保留了水冰，在飛掠太陽(yáng)時(shí)升華，從而解釋非引力加速度，但沒(méi)有出現(xiàn)很明顯的噴氣現(xiàn)象。

這個(gè)母體可能是一個(gè)千米級(jí)別的星子（相當(dāng)于行星胚胎的星云），或是一顆“超級(jí)地球”（比地球大很多的巖石行星），最初繞著一顆低質(zhì)量恒星或白矮星旋轉(zhuǎn)。

論文鏈接：https://nature.com/articles/s41550-020-1065-8