【博科園-科學(xué)科普】10月19日天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與我們以前所見(jiàn)過(guò)的物體不同的東西：一個(gè)巨大的光線穿過(guò)太陽(yáng)系內(nèi)部。

A/2017 U1是最可能的星際起源的，9月9日離太陽(yáng)最近的。這顆彗星以每秒27英里(每秒44公里)的速度飛行，從地球和太陽(yáng)離開(kāi)太陽(yáng)系。圖片版權(quán)：NASA / JPL-Caltech

當(dāng)然這聽(tīng)起來(lái)像任何舊的小行星或彗星碰巧經(jīng)過(guò)接近太陽(yáng)，但這個(gè)很特別，不同于我們所見(jiàn)過(guò)的其他小行星是來(lái)自小行星帶，柯伊伯帶，甚至遠(yuǎn)離奧爾特云，這是完全不同的。事實(shí)上天文學(xué)家得出結(jié)論，它完全來(lái)自太陽(yáng)系之外，有一件事要告訴我們，事實(shí)就是如此，但要理解是如何知道的，這是另一回事了。

麥克諾特彗星，2006年由澳大利亞維多利亞拍攝。塵埃尾是白色的，彌漫(彎曲)，而離子尾則是薄的，窄的，藍(lán)色的，并且直接指向遠(yuǎn)離太陽(yáng)。圖片版權(quán)：Soerfm / Wikimedia Commons

當(dāng)一個(gè)物體靠近太陽(yáng)的時(shí)候，這就是判斷它是否像星形或像彗星一樣的方法。如果長(zhǎng)出一條大尾巴，很可能在太陽(yáng)系外形成，里面充滿冰和其他揮發(fā)物。彗星有兩條尾巴——藍(lán)色的，直的，白色的，彎曲的——是因?yàn)檫@些揮發(fā)物，其中直的是由離子引起的，而彎曲的是由塵埃引起的。但小行星的揮發(fā)量要低得多，而且往往只在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生尾巴(只有少數(shù)幾次)，然后才會(huì)留下一個(gè)固體核心。

對(duì)一顆經(jīng)過(guò)地球的小行星的概念圖。小行星沒(méi)有尾巴或comas，特別是在它們經(jīng)過(guò)一個(gè)內(nèi)部太陽(yáng)系的多次近距離后。圖片版權(quán)：P. Carril / ESA

當(dāng)天文學(xué)家用泛斯塔爾望遠(yuǎn)鏡觀察這個(gè)可疑的天體時(shí)，所看到的是一個(gè)靠近的天體，它的反射很小，完全沒(méi)有尾巴，它完全是在自然界中，盡管在太陽(yáng)系內(nèi)部是如此的接近。這告訴天文學(xué)家它是自然的，或者至少所有剩下的都是固體，非揮發(fā)性的核心。

這個(gè)類似小行星的物體，現(xiàn)在被稱為A /2017 U1，很可能來(lái)自太陽(yáng)系之外。圖片版權(quán)：Paulo Holvorcem & Michael Schwartz, Tenagra Observatories

但當(dāng)檢查它的軌道時(shí)，一個(gè)真正的震驚出現(xiàn)了：首先它高度傾向于太陽(yáng)系的平面，這通常只發(fā)生在由奧爾特云或外柯伊伯帶的物體上。像這樣的小行星實(shí)際上是聞所未聞的。第二它移動(dòng)得很快。即使你從這個(gè)物體開(kāi)始到一個(gè)無(wú)限的距離，讓太陽(yáng)系統(tǒng)的全部引力作用把它拉進(jìn)來(lái)，它也不會(huì)這么快地移動(dòng)。要想讓物體以如此巨大的速度運(yùn)動(dòng)，唯一的方法就是與一個(gè)巨大的行星：一個(gè)氣態(tài)巨行星進(jìn)行引力彈射。

但這就是第三個(gè)驚喜出現(xiàn)的地方。如果追溯它的軌道就不可能是這樣的。沒(méi)有一個(gè)行星在過(guò)去遇到過(guò)它，這是完全的引力。

這張我們太陽(yáng)系的示意圖顯示了一個(gè)/ 2017 U1(虛線)的戲劇性路徑，它穿過(guò)了行星的平面(被稱為黃道)，然后轉(zhuǎn)身離開(kāi)。inset展示了該物體在太陽(yáng)系內(nèi)部的路徑，其中有一個(gè)短的固體部分，展示了在這個(gè)過(guò)程中可以通過(guò)大型望遠(yuǎn)鏡觀察到的物體的兩個(gè)星期的小段。相比之下，彗星的細(xì)長(zhǎng)軌道，也就是我們太陽(yáng)系的一部分，也被描繪出來(lái)。圖片版權(quán)：Brooks Bays / SOEST Publication Services / UH Institute for Astronomy

可以想象在外面的太陽(yáng)系里有大量的物體，比如遙遠(yuǎn)的奧爾特云。可以想象，像行星九這樣的想法不僅是有效的，而且還有許多這樣巨大的物體。但即使是這樣，也無(wú)法解釋這個(gè)物體。正如最近的研究所顯示的那樣，即使是巨大的行星之間的引力碰撞也可以使速度達(dá)到1000米/秒。然而從A /2017 U1的觀察，知道它以超過(guò)20000米/秒的速度進(jìn)入我們的太陽(yáng)系。它不可能來(lái)自小行星帶，柯伊伯帶，甚至奧爾特云。

我們太陽(yáng)系的一個(gè)對(duì)數(shù)圖，一直延伸到最近的恒星，顯示了小行星帶柯伊伯帶和奧爾特云的延伸。然而，A /2017 U1的所有屬性都指向了太陽(yáng)系外的起源。圖片版權(quán)：NASA / public domain

唯一的可能是它來(lái)自另一個(gè)太陽(yáng)系！這并不完全令人驚訝，因?yàn)槲覀兩钤谝粋€(gè)充滿了數(shù)以億計(jì)的恒星的星系中，而且由于重力的相互作用，小行星和彗星經(jīng)常會(huì)從我們自己的太陽(yáng)系中被噴射出來(lái)。星際空間必須充滿如此小的行星，而這個(gè)行星只有幾百米寬。結(jié)論是不可避免的——這個(gè)物體來(lái)自太陽(yáng)系以外的地方。

根據(jù)對(duì)2017年10月19日和之后的觀測(cè)結(jié)果計(jì)算，星際小行星A /2017 U1的預(yù)計(jì)軌道。圖片：Tony873004 of Wikimedia Commons

這意味著什么呢？這意味著第一次發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了來(lái)自太陽(yáng)系外的一個(gè)物體。這意味著已經(jīng)確認(rèn)即使解決了太陽(yáng)系中小行星和彗星的行星保護(hù)問(wèn)題。這意味著已經(jīng)證明了我們有能力去發(fā)現(xiàn)和探測(cè)這些外星訪客。

據(jù)近地天體研究中心(CNEOS)的經(jīng)理保羅·喬達(dá)斯(Paul Chodas)說(shuō)：我們已經(jīng)等了幾十年了。從理論上講，這種物體存在——小行星或彗星在恒星之間移動(dòng)，偶爾通過(guò)我們的太陽(yáng)系，但這是第一次這樣的發(fā)現(xiàn)。到目前為止，一切都表明這很可能是一個(gè)星際物體。

如果移動(dòng)的太快，在行進(jìn)經(jīng)軌道上沒(méi)有遇到任何行星，就可以知道是不是從這里來(lái)的。我們完全希望它的密度和物理性質(zhì)與我們自己太陽(yáng)系中的小行星不同。也許隨著時(shí)間的推移，還會(huì)發(fā)現(xiàn)下一個(gè)這樣的闖入者！

知識(shí)：科學(xué)無(wú)國(guó)界，博科園-科學(xué)科普