北京時間4月13日,《自然-天文學》發表了中國科學院國家天文臺張韻博士(第一作者和通訊作者)的研究論文,揭示了奧陌陌(1I/『Oumuamua』)的形成機制和成為星際天體的過程。
論文提出的新模型表明奧陌陌可能是被原行星系統中恆星的潮汐作用撕成碎片並甩出的,數值模擬結果首次全面系統地復現了奧陌陌的所有特徵。
奧陌陌是一個闖入了太陽系的小天體,2017年10月被天文學家觀測到。這是迄今為止人類觀測到的第一個星際天體,因而廣受天文愛好者關注。它的的長度約為100米,長軸和短軸之比為6:1-10:1,遠大於已知太陽系中小天體的長軸和短軸之比。它具有極窄且較長的形狀,在運動過程中伴隨快速旋轉,並且其旋轉軸不固定。
在此之前,大多數星際可觀測物體是彗星。但是奧陌陌是小行星而不是彗星。在對其軌道數據進行統計研究之後,發現只能引入一個相對較大的非引力項來合理地解釋其軌跡。三年來,它的起源和成為星際物體的過程使天文學家感到困惑。一些科學家甚至推測,奧陌陌與外星生物的存在有關。
張韻通過超級計算機進行結構和熱力學演化的數值模擬研究,最終認為奧陌陌的形成過程首先受到了自身所處星系恆星的潮汐作用,在近距離接觸恆星時自身被燒灼和撕裂,在遠離恆星之後,燒灼融化的碎片彼此結合重新構成了具有一定結構穩定性的細長形狀。這種劇烈的潮汐作用需要恆星的密度足夠大,我們的太陽密度較低,不夠產生這種現象,所以太陽系裡沒有類似的天體。
隨著世界上各種巡天望遠鏡的建造和使用,未來我們將會發現更多的星際天體,我們將有更多遇到類似奧陌陌天體的機會。奧陌陌國際空間科學研究所共同負責人Matthew Knight評論道:「在奧陌陌之後,我們不得不徹底改變對星際天體的理解。本研究提出的形成機理很好的解釋了關於奧陌陌的謎團。我們期待在未來幾年內發現新的具有與奧陌陌相似的特性的星際天體,那將非常有趣。可以證明這個機制描述的過程是普遍存在的。」
耶魯大學天文學系教授格雷戈裡·拉夫林(Gregory Loughlin)表示,這項研究非常巧妙地解釋奧陌陌的所有特徵,顯示了星際物質擴散的高效率。由於這些星際天體在被拋出之前反覆穿過原行星系統的宜居帶,因此構成生命的有機物質可能會通過這些天體在星際間傳播,這為人類提供了探索生命起源之謎的新思路。