首個確切觀測的太陽系外來客奧陌陌

原標題：奧陌陌：「巡山小妖」「大雪茄」的啟示

終於，神秘的奧陌陌被科學家拍到了影像、測得了運動數據，成為人類有史以來確切觀測、記錄到的首個太陽系外來客體。

轉自NASA官網的奧陌陌藝術設想圖

一、「奧陌陌」其君

奧陌陌最早於2017年9月19日由夏威夷大學的RobertWeryk等人在利用由NASA資助的Pan-STARRS1望遠鏡進行旨在追蹤可能對地球構成威脅的近地天體時發現，專業成果以「來自一顆紅色且極其細長的星際小行星的短暫造訪」為題首發於當年11月20日的《自然》雜誌。Pan-STARRS團隊以夏威夷土語暱稱來客為Oumuamua，意「首位遠方信使」；國際天文學聯合會（IAU）將其命名為1I/2017U1——2017年10月後半月發現的首個星際天體（Interstellar）。「I」是IAU為其新開的一個命名系列，與已有的A（Asteroid，小行星）和C（Comet，彗星）等並列。我國全國科學技術名詞審定委員會將其暱稱巧譯為「奧陌陌」——「帶著奧秘的陌生者」。

2017年11月27日，NASA官網以「太陽系首位星際訪客晃暈（Dazzles）科學家」為題對此進行了報導：天文學界觀測到一位「石質」「雪茄狀」「有些暗紅色」的系外「闖入者」，並稱「這是一個歷史性發現」。

首發論文介紹，奧陌陌長約400米，長寬比大概10倍，是一個10：1：1的三軸橢球體。太陽系中已知的大約75萬顆小行星和彗星中沒有一顆是這樣的極端形狀，後者最大的長寬比也就3-4倍。因此，有人稱奧陌陌為「大雪茄」。

2017年10月19日首次發現奧陌陌後，發現者們翻查數據找到了前此一天的18日它被拍到的影像。之後幾天，歐空局（ESA）光學地面站（OGS）望遠鏡和其他觀測站也收集到了一些它此前被測到的數據。之後，世界各地觀測站都緊急投入觀測，美國的兩個太空望遠鏡哈勃和斯皮策也加入了追蹤。

研究者們根據各地望遠鏡10月份取得的數十個數據推算，奧陌陌以幾乎垂直於太陽系平面的角度、接近1.2偏心率的雙曲軌道、約26km/s的速度進入太陽系，近日點發生於9月9日。儘管曾經離太陽近至0.25天文單位，但所有望遠鏡都沒發現任何彗發跡象，說明奧陌陌不是彗星而更像是個石質或金屬小天體。另一奇怪的現象是，此君竟然有高達10倍的規律性亮度變化，這被解釋為每7.3小時繞其軸轉一圈。

NASA資深人士ElizabethLandau於2018年6月8日發表題為「追逐奧陌陌」的短文解釋了翻滾（tumbled）如何帶來亮度變化：當其整個長度面對地球時看起來最亮，當其指向地球時亮度變暗。此文還給出另兩則信息：一是測到了無法用萬有引力解釋的加速度，二是2018年1月後，奧陌陌就沒再被觀測到。

對於無法解釋的「非重力加速度」，包括首次發現者在內的來自世界各地的17位研究者於2018年6月27日在NATURE上以「軌道上的非重力加速度」為題進行了介紹：以來自地基和天基的數百個數據分析，將太陽、八大行星、月球、冥王星、小行星主帶最大的16個天體，相對論效應，以及所有可能的偏差都考慮在內，無法解釋奧陌陌沿軌道方向遠離太陽而去時的加速度。

設置於環太陽軌道的美國太空望遠鏡斯皮策是世界上威力最強大的紅外望遠鏡，擁有遠紅外波段觀測功能。也就是說，再冷暗的對象都逃不過它的法眼。2018年11月14日NASA官網信息：斯皮策自2018年9月初開始，按預測路徑追蹤奧陌陌兩個月而未果。文章說奧陌陌太弱了，以至於斯皮策都無法探測到它。也就是說從2017年10月被觀測到算起，差不多一年以後，無耐承認：奧陌陌被跟丟了；以人類目前的技術無法追尋它的行蹤。

二、無法解釋的異常加速

儘管有多項新奇之處，但奧陌陌最大的懸疑是通過近日點後沿軌道方向的加速。因為如果僅靠萬有引力，奔向太陽時在引力作用下加速，經過近日點離開太陽而去時，同樣的引力應該使其減速。對此，目前剩下來的主要有兩種解釋：彗星射流和光帆。

奧陌陌被發現時，以及據後續多架望遠鏡觀察都已認定其無彗尾、無射流，判斷為石質或金屬質地，並被標定了尺度。可是，為了解釋異常加速，又折回去說如果它有可氣化的其他內部物質、如果被太陽考熱後能噴出測不到的氣體就能解釋奇怪的加速了。而在這一解釋下，若想那無法被測到的射流能使其產生可被觀測到的加速度，還要求它個頭再小些。這個對小個頭的要求，符合一些人對斯皮策跟丟目標的解釋：由深信軌道預測準確而強大的斯皮策卻探測不到，反推奧陌陌可能沒那麼大，甚至推測其尺度可能小至100米。

顯然，這樣的解釋相當牽強。科學研究須用理論解釋事實，而非改變事實去適應理論。

2018年11月，哈佛大學天文系主任AviLeob和其同事ShmuelBialy在《天體物理快報》上發文稱，以人類現有的知識，只有以光帆在太陽光壓下推動加速可以解釋奧陌陌的異常行為。此文否定射流說，認為射流會使奧陌陌翻滾得更厲害；認為奧陌陌要麼是外星人大型裝備毀棄後的光帆殘片，要麼是自帶光帆的系外人造飛船。筆者認為，只要承認翻滾，對光帆解釋同樣不利。

對於哈佛學者的觀點，有人支持也有人反對。支持者認為把奧陌陌看成外星智慧造物顯然更合理。反對觀點：沒有足夠證據證明是外星人，應立足於用現有知識解釋；用外星人解釋科學現象很荒謬。

其實，如果無法用非智能理由解釋加速現象，就沒理由排除是智能造物的可能；若果然有系外訪客到來，是智能訪客的可能性應不比非智能訪客小。果若如此，奧陌陌就不僅是第一個系外客體，而且是第一位開創歷史的系外智能使者。

三、費米悖論謎團

當人類掌握了探索宇宙的技術後，就未停止過對宇宙智慧同伴的找尋，卻一直杳無音信。1950年，物理學家費米在與同行討論外星人問題時問過一個著名問題：「他們都在哪兒呢？」此問的背景是，依據平庸原理——地球沒有什麼特別，它只是銀河系中圍繞普通恆星太陽運行的一顆普通行星——推算，銀河系中應該存在大量智慧生命，而且許多文明應該遠高於地球，但地球人用盡技術手段卻從未發現蛛絲馬跡。這個問題被稱為費米悖論。

對於費米悖論的解釋和猜想很多，有代表性的有大漏鬥說、動物園說、文明鎖死說、多重宇宙說、三型文明說、文明自毀說，等等。

大漏鬥說表達的是宇宙間智慧文明進化過程中，要通過一些漏鬥的細頸，過得去文明得存，過不去文明毀滅。關注或相信漏鬥說者總糾結這個細頸在何處，地球人類是否已經通過了細頸，抑或宇宙間是否存在得以通過細頸的文明？若發現這樣的文明，可以給地球人以相信自己會有未來的信心。

動物園說猜測，地球可能是更高級宇宙智慧生物的一個實驗場，人類是他們在地球這顆行星上圈養的動物。地球人的智慧層次太低，根本沒可能與高級圈養者對話，圈養者也懶得與其圈養的動物對話。

文明鎖死說猜測，許多宇宙智能生命可能被鎖死在其生存環境中，例如厚厚冰殼之下的水域中，它們無法衝出冰殼與外界交流，地球人自然也很難發現他們。

多重宇宙說認為宇宙是多維多重的，地球只在三維空間，其他高級智能可能在四維以上的宇宙中，地球人根本感知不到他們。

三型文明說提出，宇宙文明有三級形態。最低級的一型文明只掌握了利用自己行星上能源的技術；二型文明可以開發利用所在恆星系中恆星的能量；三型文明可以自如地利用宇宙中其他恆星的能量。地球處於一型文明階段，使用能量的水平根本不足以使其走出所在星系，也難以理解更高級地外文明的技術。

文明自毀說認為文明不可能發展到更高級別，因為其發展到一定程度就會不可控地自毀。這種說法與地球文明當前的處境比較吻合：貌似正在自毀中，看不到突圍的希望。

四、信使的啟示

遠方信使奧陌陌透露了哪些信息？筆者以為，它至少帶來如下啟示。

一是，以奧陌陌被觀測到的數據看，至少它來自在尺度和速度方面與我們文明相當量級的三維智慧世界，或至少可以放低速度、降維到我們能觀測的量級。給弱智的我們呈現的信息是通過大漏鬥未來細頸的可能性、三維同伴存在的可能性，以及文明可以突圍的告慰。

二是，如果地球是高級智能的動物園，則起碼可能不是唯一的動物園；或者，「大王」起碼是派出喜歡翻跟頭的「小妖」來「巡山」的。

三是，僅測到了少數點位的速度和較短的軌跡，其他軌道是邏輯外推的，並依此判斷它可能來自哪裡、奔向哪裡，「11月1日左右經過的火星軌道……將於2018年5月經過木星軌道、於2019年1月飛出土星軌道」等等，卻未知在接近太陽系之前它是否曾有剎車、在消失於視野之後它是否加至更高速度，或是否有過調姿轉向。我們的「強大」望遠鏡尋找不到它，未必是因為它的冷弱，也可能因為它並不在被預期的軌道上。

四是，繞過太陽後卻一直加速，是不是因為它配備有我們所不能理解的利用恆星能源的技術，抑或它自帶著我們不能理解的能源。

五是形態的啟示。據觀測判斷，奧陌陌表面是石質或金屬，可能「因數億年的宇宙輻射而變紅」。這啟示我們：在碰撞、爆炸、焚燒中自然形成的天然星體構成的烈火金剛的外殼，可能才是宇宙星艦的正確打開方式。在討論霍金的「突破攝星」計劃是否可行時就有人提出過，當人造飛行器離開強大的太陽磁場保護進入星際空間後，其所使用的材料可能無法抵抗遍布前路的質子以及其他宇宙射線的攻擊。當前人類只有「旅行者1號」和「旅行者2號」兩個小飛行器到達了太陽磁層的邊緣，而且人類並不明確知曉磁層一帶的空間物理環境狀況。等待兩位小小旅行者發回觀測報告，或者它們還有多少能力繼續發回觀測報告亦未可知。而此次奧陌陌的出現給了我們這樣的啟示：進入星際空間，利用天然、質地堅實的小天體作為外殼或許是一個更應該考慮的選擇。劉慈欣被改編成電影即將上映的科幻小說《流浪地球》中有飛船派和地球派之爭，也提示了這個道理。

而如果不是智慧造物，很難理解10：1：1的細長結構繞其短軸翻騰，因為在漫長的旅程中這需要很強的抗拉強度。而如果是系外飛船則好理解了：雪茄狀長條外形有利於在長途航行中減少輻射和碰撞的傷害；至於翻跟頭，則很可能是臨時使用某種我們不能理解的技術，或者可能就只是「巡山小妖」一時起興的解悶玩耍。

（作者系北京理工大學人文與社科學院編審/教授；《深空探測學報》常務編委）