似行星似彗星!它到底是什麼怪物?太陽系首位外星來客!

2020-12-12 遨遊世界科學

本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文。

還記得來到我們太陽系的星際來客「奧陌陌」嗎?它是科學家於2017年發現的一位神秘星際來客,同時也是人類發現的第一位外星來客,這顆擁有著怪異形狀的「造訪者」來太陽系的目的是什麼?或者它為什麼來到太陽系!來到太陽系之後又要去哪裡?這些疑問深深地吸引著科學家!

2017年,天文學家意外地發現了太陽系中一個奇特的物體,它就是奧陌陌(Oumuamua),這個物體一出現就向人類展示了不同於普通彗星隕石的驚人的速度以及怪誕的運動角度,它的異乎尋常恰恰表明得了它的系外身份。是的,這個物體是來自某個遙遠的未知星系的訪客。天文學家最終將它命名為「Oumuamua」,這是一個夏威夷詞,大致翻譯為「偵察兵」。當我們發現這個外星來客的時候,它已經回到了它來的星際深處,但是這次倉促的會晤仍然給科學家留下了深刻的印象。

於是乎,關於奧陌陌來歷的說法以及研究大量興起,科學家通過觀測以及進一步的研究猜測這位可憐的奧陌陌是被母星系拋棄的流浪孤兒,但什麼才有可能導致這樣的災難呢?現在,天文學家們已經假設,像奧陌陌這樣的東西可能來自一個仍在形成的系統,而在那裡大量的巨型行星可以產生恰到好處的引力效應,將碎片散布到整個星系,奧陌陌也是其中一分子。

星際闖入者的真面目

坦白地說,奧陌陌和太陽系裡的任何東西都不一樣。撇開它的軌道特性不談,它確實是星際間的闖入者,但它看起來只是一塊奇怪的巖石。奧陌陌只有幾百英尺長,但非常薄,形狀有點像一支巨大的太空雪茄,整體呈暗紅色,讓人聯想到在遙遠的太陽系邊緣發現的天體,比如冥王星。

按理來說,奧陌陌應該是一顆彗星。畢竟,遙遠的彗星只是鬆散地附著在它們自己的恆星上,它們是被拋出可能性最大,它們的命運最終被散射到星系的四個角落。然而,不同於彗星的是,奧陌陌缺乏彗星活動的明顯跡象。它沒有尾巴,也不會產生氣流。雖然它的行為像彗星,但它看起來像小行星。

漫長的宇宙旅行

但是關於「Oumuamua」最大的問題是我們甚至根本沒有看到它出發的狀態。考慮一個星系中時間和空間的尺度,以及恆星在數百萬或數十億年的過程中存在和死亡,一個系統的形成需要數億年的時間。因此即使是移動最快的物體,從一個星球旅行到另一個星球也需要數萬年的時間。

相比之下,我們用望遠鏡搜索天空的歷史只有400年左右。基本上沒有什麼值得一提,只是在過去的幾十年裡,甚至是幾年裡,我們才有了發現和跟蹤像「奧陌陌」這樣的小而模糊的快速移動物體的技術。所以,我們看到的奧陌陌是一個巨大的線索。它很有可能來自某個未知星系的彈射,而銀河系如此浩瀚寬廣,因此像奧陌陌這樣的巖石必然非常普遍,而我們幸運地探測到了它們。

罪魁禍首是類木星?

如果奧陌陌來自銀河系的某個角落,那麼它可能來自一個成熟、穩定的系統嗎?顯然不可能,因為成熟和穩定的系統,它的整體狀態幾乎趨於飽和狀態。當一個星系穩定下來並成長起來時,它不會釋放出足夠多的原材料使星系脫離飽和狀態。因此科學家猜測它極大可能來自某個新興星系。新興的太陽系是暴躁的,隨時會產生碰撞、合併、遷移和其他一切等等宇宙事故。因此,現在的問題變成:在一個年輕的成長中的太陽系中,什麼能夠把奧陌陌和踢出去,為數十億年後人類在其他隨機系統中發現他們創造條件?

我們要指出的第一個罪魁禍首是類木星。因為只有如此大小的行星,質量也如此之大,以至於它可以靠引力作用與星系系中的其他一切物質相互作用。這意味著奧陌陌很可能被類木星的重力井捕獲,最後被迫引力彈射甩出它們的星系。

但並不是每個太陽系都能長出木星那麼大的行星,而當它們長出類木星的時候,通常會被拉到離恆星很近的地方,形成我們所知的熱木星。而熱木星,由於都緊緊地貼著它們的母星,對噴射外圍的太空巖石已經有心無力。

亦或類海王星?

當然,科學家猜測也可能存在類海王星,如果是這樣的行星可能是另一種情況。雖然海王星沒有木星那麼大,海王星卻喜歡在太陽系的外圍活動,就是我們的太陽系外圍的柯伊伯帶,在那裡彗星成群結隊,是彗星團隊作案地點。特別是在太陽系形成的初期,我們幾乎可以相信在類海王星行星和其他的太空碎片之間會有很多的相互作用。

但到目前為止,我們很難在其他系統中找到海王星。我們尋找系外行星的方法有一定的偏差:我們的技術更傾向於尋找離恆星更近的大質量物體,這些是最容易檢測到的。海王星類型的行星離它們的母星太遠了,我們無法用現有的技術捕捉到重要的信號。所以,當談到銀河系有多少海王星時,我們有點茫然。

但是科學家有了一個新發現。我們知道許多原行星盤(即新生行星)都有明顯的間隙,根據計算模型顯示,這些間隙形成的唯一原因是因為有不斷增長的行星正在清除這些太空碎石。換句話說,我們雖然不能在成熟的系統中看到海王星,但我們可以找到一群嬰兒海王星仍然在託兒所嗷嗷待乳。

當然,關於奧陌陌的來歷有諸多說法,而以上是科學家認為目前最接近真實答案的存在,每個人都思考方式不同,自然產生的答案也不盡相同。

對於離去的奧陌陌,我們或許無法搜羅到更詳細的情報,但是,奧陌陌僅僅是開始,不會是結束,我們越觀察天空,就會發現越多的星際闖入者。我們越能識別和描述他們,我們就越能開始進行「人口普查」。我們可以回溯並了解一切,從其他恆星周圍大量系外行星的數量到太陽系本身的形成。

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    誤解九:冥王星是太陽系中最遠 排在最後的行星冥王星位於被稱作「柯伊伯帶」的多冰物質區域,柯伊伯帶從海王星軌道向外延伸,冥王星軌道之外是另一片多冰物質區域帶,稱作「奧爾特雲」 它和柯伊伯帶一樣,是冰凍彗星的所在地,就我們目前所知,還有四顆矮行星在更遠的地方,有的甚至比冥王星還大,它們分別是哈烏美亞
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    我們身處的太陽系,天文學家常將它分為內太陽系和外太陽系兩個部分。在內太陽系中,運行著八大行星和它們的衛星,以及一些矮行星和數量眾多的小行星。而在外太陽系,在遠離眾行星的遙遠的黑暗之處,有一大片球形區域,稱為「奧爾特雲」,在那裡密集存在著萬億個「髒雪球」,也被稱為彗核。