2017 年 10 月 17 日至 18 日，一个不寻常的物体快速穿过位于夏威夷毛伊岛火山顶部附近的大型望远镜的视野。 Pan-STARRS1 望远镜旨在观察天空中的瞬态事件，例如小行星或彗星的飞掠。 但这种情况有所不同：该物体不受太阳或任何其他天体的引力束缚。 它来自另一个地方。
这个神秘物体是第一个在穿过太阳系时被观测到的星际空间访客。 天文学家将其命名为 1I/’Oumuamua，借用了夏威夷语，大致翻译为“来自远方的第一个到达的信使”。 两年后，即 2019 年 8 月，业余天文学家根纳季·鲍里索夫 (Gennadiy Borisov) 使用他在克里米亚瑙赫尼季 MARGO 天文台建造的望远镜发现了唯一已知的另一个星际入侵者，现在称为 2I/鲍里索夫。
虽然 小行星和彗星 典型的太阳系围绕太阳的轨道， 奥穆阿穆阿 y 鲍里索夫 他们是天上的游牧民族，大部分时间都在星际空间中徘徊。 太阳系中存在这些入侵者只是一个假设，但科学家预计它们的数量很少。 “我从没想过我们会看到一个，”德国于利希超级计算中心的天体物理学家 Susanne Pfalzner 说道。 至少，在她一生中不是。
有了这两项发现，科学家们现在怀疑星际入侵者更加常见。 目前，仅在海王星的轨道上，就可能存在大约 10,000 个大小为 奥穆阿穆阿加州大学洛杉矶分校的行星科学家大卫·朱维特（David Jewitt）估计，他是该研究综述的合著者。 目前对星际入侵者的了解 在里面 天文学和天体物理学年度评论 2023 年。
研究人员正在努力回答有关这些外星物体的基本问题，例如它们来自哪里以及它们最终如何在银河系中漫游。 入侵者还可以提供一种探测遥远行星系统特征的新方法。
但首先，天文学家需要找到更多。 “目前我们有点落后，”朱伊特说。 “但我们希望看到更多。”
外星人起源
至少从 18 世纪初开始，天文学家就开始考虑星际物体存在的可能性。 最近，计算机模型表明，由于与巨行星的引力相互作用，太阳系很久以前就将自己的较小天体群体送入了星际空间的空隙中。
科学家预计大多数入侵者是由冰物质组成的系外彗星。 鲍里索夫 符合这个轮廓：它的尾巴由在靠近太阳时蒸发的冰产生的气体和灰尘组成。 这表明它起源于行星系统的外部区域，那里的温度足够低，一氧化碳等气体会在岩石中冻结。 在某个时刻，有东西抛出 鲍里索夫直径约一公里，在他们的系统之外。
可能的罪魁祸首之一是恒星的飞掠。 根据一个 Pfalzner 领导的最新研究，经过的恒星的引力可以将较小的天体（称为星子）从系统的范围内喷射出来。 如果小行星或彗星距离足够近，使得行星的引力使较小的物体加速到足以逃脱其控制，那么一颗巨大的行星也可能将一个物体从行星系统的外部区域喷射出来。 星星。 当行星穿过其行星系统迁移时，也可能会发生接近，就像海王星在早期太阳系中所做的那样。
奥穆阿穆阿然而，这并不是科学家所期望的。 观察表明它相当细长——长约 240 米，窄至 40 米。 并且，与 鲍里索夫，显示出没有气体或尘埃活动，这增加了它起源于靠近恒星的可能性，那里太热而无法形成冰。 如果是这种情况，恒星飞越或巨行星可能无法将物体从其系统中移除。 相反，它可能是在恒星垂死挣扎时被喷射出来的：来自恒星的气体脉动 垂死之星 它们可以将行星和星子向外推，破坏它们的轨道稳定，足以将其中一些飞入星际空间。
然而，有可能 奥穆阿穆阿 它是在其系统的寒冷范围内形成的，当它接近太阳时，它产生了望远镜未检测到的气体尾部。 一条线索是，该物体的加速速度超过了仅靠太阳系引力所预期的速度。 最近的一项研究表明 这种加速可能是由于少量的氢气逸出造成的 望远镜没有探测到。 另一项研究表明， 我们太阳系中的几颗小行星 它们本来可以从水蒸气逸出中获得类似的推动力。 詹姆斯·韦伯太空望远镜和太空望远镜的未来观测 JAXA隼鸟2号扩展任务 （将于 2031 年与其中一颗被称为“暗彗星”的太阳系小行星相遇）可以检测到低水平的排气。
“我们必须拭目以待，但它们可能是类似的 奥穆阿穆阿康奈尔大学的行星科学家达里尔·塞利格曼 (Darryl Seligman) 说道，他与朱维特合着了《星际入侵者评论》一书。
寻找游牧民族
来自更多入侵者的更多数据可以帮助解决其中一些问题。 为了收集这些数据，科学家们需要更好的机会在物体穿过太阳系时探测它们。 “如果 Pan-STARRS1 没有观察到我们那天晚上做了什么，很可能 奥穆阿穆阿 天文学家罗伯特·韦里克（Robert Weryk）说道，他是夏威夷大学的教授，也是望远镜数据中入侵者的发现者。
预计接下来 遗留的时空调查 维拉·C·鲁宾天文台增加了天文学家发现这些快速物体的机会。 从 2025 年开始，天文台的望远镜将每隔几个晚上对整个可见的南方天空进行成像，其主镜的直径比 Pan-STARRS1 大近七米，使其能够看到更暗、更远的物体。 一旦被发现，地面和太空望远镜将拍摄它们的图像以确定它们的成分。 如果发现了一个可实现的目标， 彗星拦截机 来自欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构的卫星计划于 2029 年发射，可以重定向以获取访客的特写图像。
随着时间的推移，天文学家希望创建一个类似于星际物体的目录 系外行星库存自 1992 年首次发现以来，该条目已超过 5,500 个。未来的清单可以帮助研究人员回答地球和太阳系的典型性这一古老问题。 大量星际物体样本的组成可以提供有关系外行星系统中物体组成的线索，包括 那些可以孕育生命的。
“星子是系外行星的组成部分，”康涅狄格州米德尔敦卫斯理大学的天文学家梅雷迪思·休斯说。 这意味着“它们可以提供有关环境多样性的信息，包括那些可能适合居住的环境。”
现在， 奥穆阿穆阿 位于海王星轨道之外，彗星 鲍里索夫 几乎相同的距离。 他们将继续他们的旅程回到 星际空间，没有人知道接下来会发生什么。 也许他们在浩瀚的太空中徘徊了永恒，或者他们被一颗恒星捕获。 或者它们可能会在一个新的行星系统中坍缩成一个不断演化的气体和尘埃盘，然后再次开始它们的旅程。
天文学家估计，银河系中的星际物体可能比可观测宇宙中的恒星还要多。 找到更多的它们将为探索宇宙之谜提供一种新的方法。
“最酷的事情是，”普法尔兹纳说，“星际物体正在向我们袭来。”
西奥·尼西托普洛斯 是一名报道地球和太空科学新闻的自由记者。
文章翻译者 黛比庞奇纳
本文最初发表于 精通西班牙语致力于向所有人提供科学知识的非营利出版物。
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#像Oumuamua和Borisov这样的星际闯入者比之前想象的要普遍得多 #科学
2024-04-01 03:20:00
