奧陌陌是破碎的「超級地球」的殘骸嗎？
奧陌陌（『Oumuamua）是一個在2017年與我們的太陽擦身而過的天外來物。近期的計算機模型顯示，奧陌陌很可能是在與它的宿主星近距離接觸時形成的。「奧陌陌有可能誕生於一個碎屑盤，甚至是一個瓦解的超級地球（super-Earth）。」研究人員說道。
中國科學院張院士與林院士通過模擬潮汐瓦解情景創作出的類奧陌陌物體示意圖。
圖片來源：中國科學院國家天文臺（NAOC）/Y. Zhang/加利福尼亞大學聖克魯茲分校（UCSC）；背景：（歐洲南方天文臺）ESO/M. Kornmesser
天文學家們之前就有所猜測，誕生於太陽系外的天體每年會穿過地球軌道。2017年，夏威夷一名天文學家發現了首個這樣的天外來物。國際天文聯合會（IAU）將它命名為」1I/'Oumuamua（奧陌陌）」，其中「1I」代表它是第一個星際天體（first interstellar），「Oumuamua」則是夏威夷語中「首位遠方使者」（a messenger from afar arriving first）。
世界各地的天文學家只有短短幾個月的時間來研究這個物體。當奧陌陌第一次被發現時，它已經與太陽擦肩而過，準備溜之大吉了。
天文學家們發現這個物體十分乾燥（不像彗星一樣多冰），而且細長得出奇。它是怎麼形成的？又從哪裡來？如今，通過計算機模型，似乎可以解答這些問題了：奧陌陌與它的母恆星近距離邂逅後飛向了我們，所以，奧陌陌或許是某個瓦解的系外天體的碎片。
這項研究在2020年4月發表於同行評審期刊《自然天文學》（Nature Astronomy）
第一作者是來自中國科學院國家天文臺的張雲。他和來自加州大學聖克魯茲分校（UC Santa Cruz）的道格拉斯·林(Douglas N. C. Lin)利用計算機模擬技術，展示了奧陌陌這樣的天體是如何像地球上的海洋一樣在潮汐力的作用下形成的。林陳述道：
我們發現，當母體與宿主星近距離接觸時，像奧陌陌這樣的星際天體可以通過大量潮汐碎片產生，並隨後被拋射進星際空間。
藝術家概念中的雪茄狀奧陌陌：這個首次為人所知的星際拜訪者
圖像由歐洲南方天文臺和K. Meech等人提供
2017年9月，奧陌陌經由離太陽最近的地方。而在一個月後，天文學家在夏威夷用「泛星計劃」望遠鏡（the Pan-STARRS1 telescope）發現了它。奧陌陌細長的形狀和進出太陽系的路徑讓天文學家們甚至想過也許它是一艘外星宇宙飛船（像亞瑟·克拉克經典科幻小說《與拉瑪相會》（Rendezvous with Rama）一樣）。張雲評論：
這的確是一個神秘的物體，但有一些跡象，比如它的顏色和無射電輻射，都指出奧陌陌是一種自然天體。
當然，奧陌陌與以往我們見過的任何其它自然天體（natural object）都不一樣。
天文學家預期第一個被發現的星際天體是一個冰質天體，比如彗星。
確實，第二個已知的星際天體——21/Borisov，2019年8月首次被發現—就是彗星。這可以理解，因為太陽系的最外層被認為聚集著大量彗星。並且，如果太陽系形成的方式會創造這個充滿彗星的奧爾特雲（Oort Cloud），那麼其它恆星系或許也會如此。奧爾特雲中的彗星有時會被拋出其所在的宿主恆星系，即成為星際天體。沒有人知道奧爾特雲延伸至多遠。但不難想像，鄰近恆星系的奧爾特雲很可能會有些許混合。
不過，彗星相當冰冷。它們富含揮發性物質——這些元素會快速的從固態升華為氣態——當被太陽加熱時，就會留下獨特的慧尾。21/Borisov的外形確實發生了變化，例如，當它距我們的恆星最近時。
而奧陌陌看起來非常不同。比如，它的表面看起來很乾燥，揮發物並不豐富，這表明它更像是巖石而不是冰。張雲解釋說，天文學家已經計算出一定存在大量像奧陌陌這樣的星際天體。他說：
奧陌陌的發現，意味著巖質星際天體的數量比我們先前認為的要多得多。平均而言，每個行星系總共可以拋射出約一百萬億個像奧陌陌這樣的天體。這說明，我們需要構想類似天體生成的普遍模式。
這幅插圖是一項研究，它向我們展示了潮汐擾動過程可能會導致一些「奧陌陌」狀的物體飛離它們原始的恆星系統，最終作為闖入者進入我們的太陽系。 圖片來自
中國科學院國家天文臺（NAOC）/Y. Zhang/加利福尼亞大學聖克魯茲分校（UCSC）；背景：（歐洲南方天文臺）ESO/M. Kornmesser
張雲和林用高解析度計算機模擬，試圖重現「奧陌陌」這樣的天體形成的可能場景。他們關注的是潮汐力，這被認為是普遍過程。我們都知道，地心引力會引起海潮。同時，我們，也知道，在潮汐力的作用下，較大物體的引力可以將較小物體撕裂;例如，土星的光環可能就是由瓦解的衛星形成的。
他們在聲明解釋道：
當一個較小的天體非常接近一個相對大得多的天體時，較大天體的引潮力可以把那個小天體撕成碎片，就像舒梅克-列維9號彗星（comet Shoemaker-Levy 9）接近木星時發生的情況一樣。
他們指出這種潮汐瓦解也可能把一個天體從其恆星系統中拋射出去：
潮汐瓦解的過程可能會使一些碎片拋射入星際空間，這可能就是「奧陌陌」的起源。
他們考慮了「奧陌陌」的形狀以及各種可能構成它的材料的強度，說：
考慮到與恆星交會期間材料的強度變化，它細長的形狀會變得更加引人注目，其長軸與短軸之比甚至會大於十比一。
他們用計算機模型顯示了在這種瓦解所散發的熱量：
……最初的星體碎裂後，碎片的表面會在離恆星很短的距離內融化，並在較遠的距離重新凝結，從而形成了緊密結合的地殼，保證了星體結構的穩定。
他們對自己的模型充滿信心，這可以解釋許多觀察到的「奧陌陌」的特性。 他們說，他們的模型為「奧陌陌」的很多問題都提供了「首個全面答案」。 張還指出：
潮汐瓦解的圖景不僅提供了形成一個「奧陌陌」的途徑，還說明存在大量類小行星的星際天體。
他們聲明說：
研究人員的計算證明了潮汐力在形成這種天體的高效性。在恆星相遇期間，可能的前身星（progenitors）們——包括長周期的彗星，碎屑盤，甚至是超級地球——都可以轉變成奧陌陌般大小的碎片。
這項工作支持了對大量類似奧陌陌的星際天體的估算。由於這些天體可能穿過宜居住帶，因此不能排除它們攜帶能夠產生生命的物質（稱為「有生源說」（panspermia））的可能性。
林說，
「奧陌陌只是冰山一角。 預計今後我們會發現更多具有相似特徵的星際訪客……」
要旨：科學家們用計算機模擬斷定，首個經過太陽系的星際天體：奧陌陌，可能是碎屑盤或一個超級地球的碎片在與其恆星近距離交會時形成的。
作者：Deborah Byrd
FY：Astronomical volunteer team
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