2017年10月,天文學家首次發現了一個穿越太陽系的系外小天體,它呈暗紅色,身形異常狹長,猶如一支雪茄,被命名為奧陌陌,意為“遠方的信使”,不僅說它遠道而來,也形容它速度很快。
令天文學家無奈的是,奧陌陌運動速度和亮度憑現有技術都難以捕捉,只能得到一個粗略的光譜,據計算,奧陌陌以每秒25.5千米的速度進入太陽系,隨後一度達到每秒44千米,短短兩個月就徹底失去了它的身影。
首位星際訪客來去匆匆,它的一系列不同尋常的特徵,讓天文學家們一度摸不著頭腦,因為現有行星系統理論根本不適用。
如果是彗星,調用幾乎所有天文望遠鏡,卻沒有看到它有向外噴射氣體和塵埃的跡象;如果是小行星,它的運行軌跡卻又如此飄忽極端,需要引入一個相當大的非引力項才能合理解釋。
奧陌陌消失兩年後,關於它的起源和成為星際天體的過程終於有了解釋。中國科學家建立了一種能夠兼顧奧陌陌所有特徵的模型。
根據該模型,恆星的潮汐力會將天體撕碎成許多轉動碎片,部分碎片的速度在潮汐作用下,可增大至超過恆星的逃逸速度,使它們成為星際天體。這些碎片非常扁長,長短軸的比例大多數高於5:1,有些甚至高於10:1。
在潮汐撕碎過程中,碎片的表面因恆星熾熱灼烤而融化。當遠離恆星時,融化的表面重新凝結,使得碎片的整體結構具有很強的粘結力,從而可以維持所形成的細長形狀的結構穩定性。恆星的熱輻射同時也使得碎片內部可揮發性氣體,如一氧化碳等消耗殆盡。因此,碎片的光譜性質具有小行星的特徵,並失去了明顯的彗星活動表現。
不過,一些昇華溫度較高的可揮發性物質,如水冰等,能夠在地下數十釐米處保留。在奧陌陌飛掠太陽時,這些水冰被太陽熱輻射激活噴發,提供了所觀測到的非引力加速度。
至此,首位“系外來客”的謎團得以揭開。
科學顧問:張 韻
監 制:戰 釗
記 者:宋雅娟
肖春芳
聯 絡:黃京一
部分素材來源
Animation of ‘Oumuamua passing through the Solar System
Is ‘Oumuamua an Interstellar Asteroid or Comet?
Meet ‘Oumuamua,the first observed interstellar visitor to our solar system