關於奧陌陌的新的暴力起源故事解釋了星際物體的古怪形狀

2020-12-01 天文在線

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我們對這個星際訪客越了解,它就越古怪。

簡介:2017年小行星奧陌陌被人類捕獲,這是可能是目前已知的第一枚可能穿越過銀河系頸部位置的天體,發現者取「第一回遠道而來的信息」之意為它命名。然而奧陌陌奇怪的雪茄形困擾著科學家,各種理論眾說紛紜…

2017年10月19日,我們的太陽系接收到了一個出乎意料的拜訪者。

這個巖石豐富的細長物體從太陽領域的後面向我們靠近,是有記錄以來第一個穿越銀河系的星際物體。我們授予它奧陌陌的稱號,在夏威夷語裡的意思是「從遠處而來的首位信息傳遞者」。

從那以後,科學家們就對這個雪茄狀外星人身體的物體感到困惑。它從哪裡來?它是一顆畸形的彗星嗎?是從遙遠世界而來的外星人調查?

事實證明,「奧陌陌」的起源比我們能夠想像到的還要不尋常。

發表在《自然天文學》雜誌上的一個新研究首次提出了這一神秘星際物體的完整起源故事。

調查表明,奧陌陌曾經是一顆行星的一部分,離它的主恆星太近了。就像伊卡洛斯飛得離太陽太近一樣,這顆行星在與太陽的近距離接觸中被毀滅了,它被恆星的引力猛烈地撕成了又長又薄的巖石碎片。

奧陌陌可能是一顆死去的行星的碎片。張雲

暴力起源——張雲是法國蔚藍海岸天文臺的一名研究員,也是這項新研究的第一作者,他開始探尋奧陌陌的起源因為當時還沒有恰當的理論來解釋這個物體的怪異特徵。

奧陌陌就像一根宇宙雪茄。而當許多人認為「奧陌陌」是一顆彗星時,卻發現它缺乏能說明問題的彗發或是包圍彗星核心的外殼,以及尾氣和塵埃。它還有一個乾燥的表面,類似於巖石小行星。

另一個'奧陌陌奇怪的特點是它在太陽系中穿越得有多快。它以每小時19萬6千英裡的速度從太陽身邊呼嘯而過,其速度之快無法僅僅用重力來解釋。

「它真的是個神秘的物體」,張雲告訴我們,「我們以前沒有過可以產生這種形狀的設想。」

為了解開「奧陌陌」之謎,張雲和她的團隊創建了一系列的計算機模擬設想,模擬當三種類型的物體——半英裡寬的星子、類似於彗星的冰凍物體以及像「超級地球」這樣的巨型行星——離它們的主星太近時會發生什麼。

研究發現,如果這些物體中的任何一個接近它們的主星220,000英裡近,它們就會被主星的潮汐力撕裂。它們最終基本上會被撕成細長的碎片,然後被噴射到星際空間中。物體越小,距離越近,整個過程就越會發生。

就奧陌陌的情況而言,這意味著它可能是這些破壞性事件之一發生後留下的彈片,作為一顆行星的殘骸,由於它離它的恆星太近而在我們銀河系外的某個地方。

張雲說:「我們的設想仍然是假設,但這是唯一可以解釋『奧陌陌』所有令人費解的特徵的設想。」不過,研究人員依舊無法證明這就是「奧陌陌」的真實起源。

「儘管我們不能確定下來究竟發生了什麼,而我們有足夠的自信關於這個設想。」

恆星的潮汐力作用在組成物體的粒子上導致它被拉長。張雲

如果這一發現真的成立,那就意味著可能還有更多類似於奧陌陌的天體真實存在著。

研究中描述的過程將會發生在圍繞低質量恆星或白矮星的行星系統中,這些系統將會產生強大的潮汐力將那些離得太近的行星撕成碎片。令人欣慰的是,我們的太陽密度還不足以產生如此強大的力量。它確實對地球施加了一些潮汐力,而這種作用比月球的作用還要小。

研究人員表示,平均而言每個符合要求的行星系統可能會在它們的生命周期中噴出大約100萬億個類似「奧陌陌」的天體。張雲解釋說,要想知道究竟是不是這樣,他們需要比單個奇特太空巖石更大的樣本。

「如果我們能觀察到更多的星際天體並將它們與『奧陌陌』 的性質進行比較,我們就能比較我們假設的有關形成和噴射,同時比較其發生率,而後我們就能看到在我們的設想中實際能產生多少星際天體,」張雲說。

我們有希望找到更多像「奧陌陌」這樣的物體來幫助我們解開這些謎團。在發現「奧陌陌」兩年之後,一位業餘天文學家發現了第二個星際天體。在它的觀測者根納季·鮑裡索夫命名它為2I/鮑裡索夫之後,它更類似於在太陽系內形成的彗星。

「我們有兩個星際訪客並且他們每個都完全不同,」馬克爾杜拉賀斯,一位波蘭的亞吉隆大學博的士後學者在2019年寫了2I/鮑裡索夫的一篇研究的第一作者在當時告訴了我們。

「一顆彗星與我們在太陽系中所見過的任何彗星都不同,另一顆彗星與太陽系中的彗星完全相似。」

如果科學家們能夠觀察到更多這樣的星際物體,他們可能會提供一個獨特的機會來研究形成在我們太陽系之外的行星體的組成。他們還可以為這些星際物體是否能夠攜帶生命提供線索。這是「泛種論」的理論基礎。

「有生源說」理論表明生命根本不起源於地球。取而代之的,就像理論所說的,它起源於宇宙中的其他地方,然後通過像「奧陌陌」這樣的星際物體運送到我們的星球。「奧陌陌」在行星系之間穿行,在它們的行進過程中 播下生命的種子。

摘要:第一個被發現的星際物體(ISO),奧陌陌(2017年11月),展現了又乾燥又凹凸不平的表面,一個不常見的細長狀,伴隨著長短不一的軸比例,相對於在當地靜止標準(約10km s 1)的低速,在幾個小時的時間尺度上無重力加速和翻滾。1,2,3,4,5,6,7,8,9

推測的數目密度(~3.5×10132×1015pc3作為星狀的人口10,11數目超過彗星的ISOs12≥103,和巖石的或冰的柯伊伯帶物體低得多的比率(102)13儘管某些情況可能導致星狀ISOs14,15的噴射,一個統一的形成理論尚未全面聯繫所有奧陌陌令人費解的特徵和解釋人口。

這裡我們通過數值模擬表明,廣泛的潮汐破碎可以大量產生類似奧陌陌的ISOs,並且在與宿主恆星的近距離接觸中噴射出它們揮發物豐富的母恆星。由於星球周邊通道的密集加熱增強了材料強度,從而產生了形狀為ca1∕10,、尺寸為100米、表面為巖石的超長三軸ISOs。儘管它們具有低升華溫度的揮發物(例如CO)同時被耗盡,埋在地表下的H2O被保存在這些ISOs中,為奧陌陌在通過太陽系內部的非重力加速提供了無法測量彗星活動的釋放氣體源。

我們推測,類似奧陌陌的ISOs的前身可能是來自奧爾特雲的大小為公裡的長周期彗星,來自碎片盤的大小為公裡的殘餘星子,或幾個天文單位的行星大小的天體,環繞低質量主序恆星或白矮星運行。這些提供了充足的水庫來解釋說明奧陌陌的發生率。

作者: inverse

FY: 舒舒傅傅

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  • 首位「星際訪客」奧陌陌形成謎團揭開
    英國《自然·天文學》雜誌10日發表的一項研究指出,「星際訪客」奧陌陌是一個行星天體的碎塊,這個行星天體可能因為靠著寄主星太近,被寄主星的潮汐力撕裂。這一發現或能解釋奧陌陌的一些獨有特性,包括其不尋常的扁長外形,缺乏霧狀的彗發,以及在飛掠太陽時所受到的非引力。    奧陌陌是人類確認的「拜訪」太陽系的第一個星際天體。
  • 從「奧陌陌」等星際物體上提取樣本?對!技術來啦
    要到達系外行星,我們需要一些新的突破性技術。」但是,這種星際物體在太陽系的亮相,給我們對太陽系外行星以及它們的系統的研究提供了新的思路,一種可以忽視前文提到的挑戰和限制的思路。在Hein和他同事的文章中,對這種思路進行了一系列的分析——當這些物體從太陽系經過時,使用微型火箭拜訪這些物體。研究表明,這是十分可行的。
  • 從「奧陌陌」等星際物體上提取樣本?對!技術來啦~
    2017年10月19日,天文學家們震驚地得知,一個星際物體(被名為「奧陌陌」)在它飛出太陽系的路上飛過了地球。多年以後,天文學家們仍在爭論這個物體是什麼——彗星碎片,氫冰山,或是地外太陽帆?而且,兩年後2I/Borisov的到來展示了星際物體(ISOs)是如何定期進入我們的太陽系的(有些甚至留下來了!)
  • 奧陌陌是由外星文明發出的星際探測器而不是彗星或小行星?
    關於奧陌陌來源的報導中,有不少令人費解的問題。首先是光曲線。從光譜圖中可以看出,奧陌陌的亮度約有2.5星等的波動幅度,據說是由於長寬比為10:1造成的。但是,當您檢查光曲線時,它是非常不規則的,並且看起來更像是3:1的幅度變化,尤其是右側的綠色觀察點。
  • 星際訪客二號,鮑裡索夫彗星,與奧陌陌前輩有什麼不同呢?
    與第一個星際天體奧陌陌對比,可以提供一個關於這些天體一般來說是怎樣的的有趣視角。圖解:奧陌陌概念圖 圖源:歐洲南部天文臺天文學家們在2017年10月19日發現了記錄在案的第一個星際天體1I/2017 U1奧陌陌,隨著它穿過太陽系,他們也收集到了這個天體的數以百計的觀測。
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