
2017年10月19日,夏威夷天文學家在太空的一片天區發現了第一批到訪太陽系的星際物質。它們形狀狹長(長軸是短軸的10倍及以上),成雪茄型,表面乾燥,且運動的軌跡極其怪異,與太陽系內的所有物都不一樣。科學家們一度懷疑它們是不是外星探測器。但很快,因為它們的顏色以及缺乏熱輻射等特性,這種假設就被推翻了。它們被命名為奧陌陌(英文:Oumuamua)。

那麼它們究竟是怎麼形成的呢?

今年4月13日,在自然天文雜誌上刊載的一篇文章對奧陌陌的形成首次做了一個全面的解釋。
文章的第一作者是中國科學院國家天文臺的張韻博士,他與加州大學聖克魯茲分校林潮教授合作,利用電腦數值模擬技術顯示了奧陌陌有可能是形成於潮汐力的影響,類似於地球上海浪的形成。他們的研究顯示,奧陌陌可能是在近距離略過它們的母星時潮汐力拉長而後被拋入星際空間的。
我們知道太空中的物體之間有萬有引力。當一個小的天體近距離經過一個比它大得多的天體時,大天體的萬有引力(潮汐力)可以將小天體瓦解掉。潮汐力瓦解事件可以將這些小天體的殘骸拋入星際空間。而這可能就是奧陌陌形成的原因。
那麼它們是怎麼維持這樣一個狹長的結構的呢

張博士和林教授研究中的一個熱力學模型顯示,在天體的瓦解過程中,形成奧陌陌的初始小天體在接近它的母星時表面會融化,而在到達距離母星比較遠的地方時又會重新凝聚在一起,這也就可以解釋為什麼奧陌陌可以穩定地維持這樣一個狹長型結構。
那麼為什麼它們的表面是乾燥的呢?
科學家最初預測外來星際物質往往是像彗星那樣表面帶有大量水冰等揮發性物質的。而奧陌陌表面異常地乾燥。我們剛剛提到潮汐瓦解的過程中,奧陌陌表面會融化掉,也就是說瓦解過程有巨大的熱能產生,那麼這就很好解釋為什麼像水冰這樣易揮發的物質不再存在於奧陌陌的表面上了,它們被揮發掉,但又無法像巖石重新凝聚。這也解釋了為什麼它們不像我們通常看見的彗星一樣成綠色且帶有彗星的尾巴。

這項研究的模型對大量的狹長型星際物質廣泛適用。由於它們有穿越宜居帶的可能,我們不能排除它們攜帶有產生生命物質的可能。這也為行星形成和演化提供了線索。
而奧陌陌的發現只是星際物質研究的冰山一角,未來我們還有機會看到更多類似奧陌陌運動軌跡的奇特星際物質,它們又會給我們帶來什麼線索呢?讓我們持續關注。