人類首次在太陽系內發現系外天體 命名Oumuamua

2020-11-22 觀察者網

上月底，太陽系迎來了一位不速之客。美國國家航空航天局（NASA）位於夏威夷的泛星巡天望遠鏡定位到了一顆「走位」異常飄忽的天體。它的速度極快，軌道不是橢圓形，而且形狀有可能是長條形。數據分析顯示，它並不屬於太陽系。

Oumuamua的軌跡


軌跡路線圖

據澎湃新聞11月10日報導，這是人類首次在太陽系內發現系外天體。11月6日，國際天文聯合會將該小天體命名為1I/ʻOumuamua。I是專為它新設的星體編號，意為星際天體（Interstellar object）。這顆小行星被命名為Oumuamua，在夏威夷語中意為「遠方的信使」。

目前，Oumuamua受到太陽引力拋擲後，正在離開太陽系。地面上的強力望遠鏡仍在繼續追蹤它已經十分暗淡的背影，完成人類與「遠方的信使」的第一次、也極有可能是最後一次會面。

不過，匆匆送走神秘的Oumuamua後，科學家們「查戶口」的工作才剛剛有了眉目。夏威夷大學馬諾阿分校的一個團隊通過計算速度軌跡，判斷Oumuamua在4000萬年前，離開了南天球的船底座（Carina）或天鴿座(Columba)的稀疏星團，開始漫長的星系旅行。

天外來客非彗星

10月19日，當泛星巡天望遠鏡發現這位「不速之客」時，它距離地球0.2個天文單位，大約3000萬公裡。一開始，科學家們認為這是顆彗星。

10月25日，位於智利的甚大望遠鏡（VLT）拍攝照片顯示，Oumuamua並不具備「彗發」，因此並非主體由冰塊構成的彗星，而是由巖石構成的小行星。這意味著，Oumuamua誕生於母星系的冰線之內。

11月6日，國際天文聯合會將該小天體命名為1I/ʻOumuamua。I是專為它新設的星體編號，意為星際天體（Interstellar object）。關於這個命名也有一些花絮，有些科學家反對為它新設的星體編號「I」，因為「Oumuamua」的首字母是「O」，連起來太像「10」，有人主張用「E」子母，表示「太陽系之外」（extrasolar），但也有人反對稱，用「E」容易讓人誤解為「地外生命」（extraterrestrial），聯想到外星智慧；還有人主張用「G」，表示「銀河系的」（galactic），但這可能太過狹隘。

Oumuamua直徑在百米級，以每秒26公裡左右的速度從天琴座方向衝進太陽系，近乎與黃道面垂直。這個飛行角度異常刁鑽，且速度遠超太陽系內的小天體，引起了科學家的注意。

反推計算，它大約曾在9月9日經過近日點，速度達到每秒87.7公裡。不過，由於亮度很低，它直到更靠近地球時才被望遠鏡發現。

軌道不是橢圓，形狀可能是長條形

另據「天空與望遠鏡」（Sky & Telescope）網站10日報導，Oumuamua的軌道離心率是其不屬於太陽系系統的最明顯證據。它的軌道離心率達到1.19，而幾何學常識告訴我們，橢圓形的離心率是恆小於1的。實際上，冥王星項目的天體力學專家比爾·格雷（Bill Gray）之前在計算Oumuamua軌跡的時候不斷失敗——他原先使用的軌道計算軟體無法給出任何一種匹配的結果。

由於夏威夷泛星1號(Pan-STARRS，全稱為全景巡天望遠鏡和快速反應系統)望遠鏡首次觀測到Oumuamua後，它的亮度迅速減弱了20個等級，全球各地的觀察者迅速被調動起來，爭取在其離開視線之前獲得更多資料。

美國噴氣推進實驗室 （Jet Propulsion Laboratory，一個以無人飛行器探索太陽系的中心）的約瑟夫·馬塞洛（Joseph Masiero）是幸運者，他帕洛馬天文臺的5米海爾望遠鏡剛好在觀測區域。他迅速得到了一張Oumuamua光譜圖：

Oumuamua光譜（2017年10月25日，豎線表示每一個測量波長的誤差範圍，虛線表示紅色和近紅外波長的總體趨勢）

貝爾法斯特皇后大學的米歇爾·巴尼斯特（Michele Bannister）認為，Oumuamua的紅色光譜和太陽系外圍神秘的庫珀帶天體十分相近。也有人認為，光譜坡度向著紅色（右邊）的方向緩慢增加。這說明「Oumuamua與庫珀帶（往往比較紅）中的物體並不是特別匹配。相反，它是一種巖石表面在長期暴露於空間輻射後「風化」之後將呈現的那種光譜。

還有一些人記錄了Oumuamua的亮度曲線並確定其旋轉周期。馬裡蘭大學的馬修·奈特和其他人的觀測結果顯示，它的亮度在1.2個等級的範圍內波動，讓人懷疑Oumuamua的形狀是長條形的，長度至少是寬度的三倍，其旋轉周期是3-5個小時之間。

速度是一種胎記

「在數百萬年內，天體的速度都像胎記一樣，帶著起源地留下來的特徵，」團隊負責人、地理生物學家埃裡克·蓋多斯（Eric Gaidos）說道。「這個天體的運動特徵和那些星團一樣。」

研究人員判斷，大約4000萬年前，很可能是由於行星演化過程中的碰撞，它猛地衝出了恆星的引力範圍，開始「放飛自我」之旅。

Oumuamua的照片  Paulo Holvorcem & Michael Schwartz 圖

這位遠方來客不僅帶來了原生星系的蛛絲馬跡，也讓人類對它穿行過的星際環境有了更多認知。如果蓋多斯團隊計算正確，Oumuamua的母星系中的碰撞將會釋放更多類似的小天體。也就是說，沿著Oumuamua進入太陽系的路徑，人類後續將會發現Oumuamua的「兄弟姐妹」們。

不過，這次只是非常初步的篩查。如果在太陽系之前，Oumuamua還造訪過其它星系，那這個計算結果就不準了。

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    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碎並甩出的碎片，數值模擬結果首次全面系統地復現了奧陌陌的所有特徵。至此，這顆闖入太陽系的小天體，終於揭開了其神秘面紗。神秘的「不速之客」2017年10月，天文學家發現了一顆闖入太陽系的系外小天體，國際天文學聯合會將其命名為「奧陌陌」(1I/『Oumuamua)。作為人類觀測到的首個星際天體，奧陌陌的到來引起了全球廣泛關注。與此同時，奧陌陌獨特的性質也引發了學術界對原有星際天體形成和演化機制的重新討論。
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