我们可能知道奇怪的雪茄形状的星际物体“Oumuamua”是如何形成的

一位艺术家对星际物体“Oumuamua”的印象。ESO / M。Kornmesser

这颗星际岩石多年来一直让天文学家感到困惑。当它在2017年首次被发现时,他们认为它是一颗彗星。然后欧洲南方天文台宣布这是一颗基于ESO测量和观测的小行星——这使它成为已知的第一颗来自星际空间的小行星。现在,研究人员有了一个新的理论:它是一颗被主星撕裂的行星的碎片。

那么,对于这个有着令人困惑的起源故事的奇怪物体,我们到底知道些什么呢?

科学家将其命名为“Oumuamua”。“Ou”的意思是“伸出手去”,“mua”的意思是“首先,在之前”——反映了物体作为过去的“侦察员”或“信使”的性质。

这就是它的发音:

它是什么时候发现的?

2017年10月,夏威夷的Pan Stars 1望远镜拍摄到夜空中的一个微弱光点,首次发现了这种独特的岩石。对该天体轨迹的测量很快表明它不可能来自我们的太阳系;这是一个星际物体,是我们邻居的短暂访客,可能在太空中独自徘徊了数十亿年。

“Oumuamua”是怎么来的?

此后,一组科学家缩小了雪茄形状物体从何而来的可能性四星-红矮星HIP 3757、类太阳恒星HD 292249和另外两颗未命名恒星。他们的发现基于显示“乌穆阿穆阿表现得像一颗彗星”的信息,并将其与欧空局的盖亚任务(Gaia mission)提供的数据相结合,这些数据显示了与该彗星近距离接触的恒星。

甚至还有一个反常理论哈佛史密森尼天体物理中心(Harvard Smithsonian Center for Astrophysics)的研究人员称,“Oumuamua”是一艘被派来调查地球的外星飞船。“考虑到人工起源,一种可能性是‘Oumuamua是一个光帆,作为先进技术设备的碎片漂浮在星际空间,”该研究的作者写道。值得注意的是,非传统理论,发表在《天体物理学杂志快报》上,收到了很多推回

我们知道的一件事是,这一奇特的物体多年来一直困扰着科学家。

行星碎片理论

最新的理论来自于研究作者、法国蓝色天文台研究员张云,他说我们现在看到的物体是从一次类似古代交通事故中产生的。她和她的同事们认为,这颗天体是一颗星际天体离母星太近而撕裂的碎片。他们不是第一个提出这一理论的人,但他们是第一个更彻底地研究这一理论的人。

“行星或小天体与恒星之间的潮汐相遇,就像一场恒星引力与飞掠天体自身引力之间的拔河游戏。告诉卫报. 研究人员说,“Oumuamua是由那次遭遇造成的碎片,这一过程被称为潮汐破坏。

为了得出这个结论,张向史密森杂志解释,她和她的同事们用一系列计算机模拟来追溯这个物体在空间和时间中的路径,直到他们最终找到了一个符合所有奇怪特征的物体,比如这个物体在空间中的运动,它的颜色,甚至它令人难忘的形状。碎片理论,他们发表在《自然天文学》杂志上,产生了最好的匹配。

彗星理论

一组科学家得出的结论是,“乌穆阿穆阿一定是一颗彗星,因为岩石正在加速——这是彗星在太空中所做的事情。”。天文学家阿兰·菲茨西蒙斯告诉记者:“还有别的东西把乌穆阿穆阿从太阳上推了出来,所以它的移动速度比仅仅由于重力的作用要快。”科技博客

然而,彗星表面通常有来自太阳的气体,融化的冰推动它们穿过太空,而“Oumuamua”似乎没有气体围绕着它。“可能是彗星在太空中飞行时脱落了尘埃,也可能是天文学家错过了它。而气体实际上很难探测到,”天文学家凯伦·米奇说。“你需要一颗明亮的彗星,或者一个非常大的望远镜。这是一颗非常微弱的彗星。所以人们尝试了,但数据非常嘈杂。”米奇还指出,这颗彗星可能含有与我们太阳系的彗星不同的物质,这可以解释为什么没有气体存在。

此外,耶鲁大学和加州理工学院的一个研究小组在2019年进行的一项研究解释说,尽管科学家没有观察到“乌姆阿穆阿”发射的气体或尾巴,但它仍然是一颗彗星。

研究小组在报告中写道:“乌穆阿穆阿的挥发性富气放空结构为其奇怪的轨迹提供了最简单的解释。”纸张. 他们通过创建一个模型版本的“Oumuamua”来确定这一点,该模型发射出一股蒸汽粒子,并且该模型像“Oumuamua”一样加速和移动。

2017年,来自爱尔兰贝尔法斯特女王大学(QUB)的研究人员注意到“Oumuamua反射阳光,类似于太空中的冰状物,有干燥的外壳,这意味着可能存在水。”

菲茨西蒙斯在一份研究报告中说:“这是因为‘Oumuamua’已经暴露在宇宙射线中数百万年,甚至数十亿年,在它的表面形成了一个绝缘的富含有机物质的层。2017年12月报表.“我们还发现,一层半米厚的富含有机物质的涂层,可以保护一个富含水冰的彗星内部,当该物体被太阳加热时,即使它被加热到300摄氏度以上,也不会蒸发。”

小行星理论

正是由于“Oumuamua”不同的物理性质,天文学家才相信它是一颗小行星。

2017年,科学家们使用ESO的超大望远镜观察到了“Oumuamua”,并注意到它呈暗红色,看起来像雪茄一样高度拉长。

“这些特性表明,‘Oumuamua’密度很高,可能是岩石或高金属含量,缺乏大量的水或冰,它的表面现在是黑色和红色的,这是数百万年来宇宙射线辐射的影响。”据估计,它至少有400米长。释放. 研究人员推测,乌穆阿穆阿的深红色表明,数百万年来,宇宙射线照射过的金属含量很高。

小行星由金属和岩石组成,而彗星则由气体、尘埃和水组成。这就解释了为什么科学家此前认为“乌穆阿穆阿是一颗小行星”。

A.2018年3月的研究发表在《天文学会月刊》上同时还揭示了“Oumuamua很可能来自一个双星系统——当两颗恒星围绕一个共同的中心运行时”。研究人员通过确定双星系统可以将像“乌穆阿穆阿”这样的岩石物体射入太空,从而得出了这一假设。皇家天文学会在其报告中指出:“他们还得出结论,它可能来自一个具有相对高温、高质量恒星的系统,因为这样一个系统将有更多的岩石物体靠近。”新闻稿. 研究人员还认为,这颗小行星可能是在行星形成时经过太阳系时被抛出的。

谢天谢地,这颗天体并不那么健谈和充满敌意,而且看起来已经在迅速离开太阳系了。

“我们必须迅速行动,”队员奥利维尔·海诺特解释说,他发现了物体的快速逃逸轨迹。“Oumuamua已经过了离太阳最近的点,正在返回星际空间。”

还有什么让它独一无二?

作为一个由库布研究人员组成的团队,乌穆阿穆阿的翻滚动作也不寻常在《自然天文学》上发表的一封信中报道2018年2月。他们指出,这颗小行星的混沌运动指向了“暴力的过去”,可能是因为在它被抛出自己的太阳系之前,它与另一颗小行星发生了远古碰撞。

“我们对这一天体的建模表明,在内部压力使其再次正常旋转之前,这种暴跌将持续数十亿年到数千亿年,”QUB天体物理学家韦斯·弗雷泽在一篇文章中说陈述. “虽然我们不知道翻滚的原因,但我们预测它最有可能是在被喷射到星际空间之前,被其系统中的另一个星子撞击而翻滚的。”

科学家们正在竞相尽可能多地了解“Oumuamua”,以免它永远离开我们。预计它将于2018年5月越过木星轨道,随后在2019年1月越过土星,然后在2022年越过海王星。尽管如此,它的短暂访问可能会给我们留下更多的问题而不是答案。

尽管这是我们观测到的第一块星际空间岩石,但天文学家估计,我们每年至少有一个这样的外星访客。所以在‘Oumuamua’离开我们之后,我们只能继续寻找更多。

“我们正在继续观察这个独特的物体,”Hainaut说,“我们希望更准确地确定它来自哪里,以及它在银河系之旅的下一个目的地。”现在我们已经发现了第一块星际岩石,我们正准备迎接下一块!”