來自星際空間的不明物體「哦媽媽」到底是什麼鬼？

06-14

我們和「拉瑪」相會了嗎？

一個來自其它太陽系的小天體闖入了我們的太陽系？NASA / JPL-加州理工學院

行星科學家阿蘭·斯特恩——對，就是研究冥王星的那個斯特恩——一直夢想著能夠發現一顆來自其它太陽系的彗星。早在20年前，他就曾經發文，預測天文學家有朝一日能夠發現這樣一顆星際彗星——一顆因為和巨行星靠得太近，而被甩出其它行星系統的彗星。這樣的一顆彗星如果出現在太陽系內，它的飛行速度一定是非常快的，它的軌道也必然是一條開放的曲線。

20年後的今天，斯特恩的夢想成了真。最近，一個小東西出現在地球附近，全世界的大型望遠鏡紛紛調轉鏡筒，爭先恐後地指向這個小東西，因為它正是一位星際來客。

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動畫模擬「1I/哦媽媽」的飛行軌跡。NASA / JPL-加州理工學院

一切開始於2017年10月18日這天的夜晚。夏威夷大學的天文學家Rob Weryk用1.8米泛星望遠鏡在英仙座方向發現了一條視星等為20的亮線。第二天，也就是19日晚上，他再次拍到了這個天體。Weryk隨即與歐空局的天文學家Marco Micheli取得了聯繫。Micheli確認，他位於迦納利群島的望遠鏡也拍到了同一個物體。

Weryk說，「這個東西的運動特點無法用太陽系小行星或彗星來解釋。我們的數據集互相吻合，因此結果開始變得顯而易見，唯一的解釋是這個天體的運行軌道是一條開放的曲線。」

「它飛得極快，依照它的飛行路線，我們能夠肯定地說，這個東西正在朝著太陽系外飛去，而且永遠也不會再回來，」NASA近地天體研究中心的Davide Farnocchia如是說。

現在，小行星中心已經給這位星際來客起了一個名字，泛星科研小組決定用夏威夷土著人的語言來稱呼它，以突出其「探查」和「信使」的特色。它的這個名字叫「1I/哦媽媽（1I/『Oumuamua）」。

「1I/哦媽媽」的飛行速度和軌道特點，與斯特恩等天文學家多年前的預測非常接近。它進入太陽系的速度是每秒25.5公里，正好是斯特恩預測的每秒20-30公里的中間值。「1I/哦媽媽」是從天琴座，也就是織女星所在的星座方向飛來的。這個方向和太陽系在銀河系星際空間中前進的方向相去不遠（太陽帶著一眾行星和小行星等天體飛行的方向大約是相鄰的武仙座阿爾法星附近），正是天文學家估計星際來客最有可能出現的方向。

「1I/哦媽媽」，又名A/2017 U1，以開放曲線（雙曲線）軌道進入了我們的太陽系。Brooks Bays / SOEST / 夏威夷大學天文研究所

根據「1I/哦媽媽」的飛行路線，天文學家推算出了它的完整軌道曲線。結果發現，「1I/哦媽媽」幾乎是從黃道面上方直接進入太陽系的。9月2日，它在水星軌道內側穿過黃道面，9月9日到達近日點。在太陽的引力影響下，它發生了偏轉，速度也變快了。10月14日，它到達近地點，從距地球大約2400萬公里的地方掠過。

從地球觀察，它在天空中跑的速度非常快，每天可以移動12度（滿月的視直徑只有0.5度）。現在它已經返回黃道面上方，正在以每秒44公里的速度，朝飛馬座方向飛去。

「1I/哦媽媽」飛得實在太快了，所以天文學家只有大約10天左右的時間可以追蹤到它。從掌握的數據來看，它沒有表現出任何活動跡象（比如噴發）。由於它的視星等最高只達到19.7，所以也只能獲得粗略的光譜數據。我們只知道它有點泛紅，卻沒有詳細的成分信息。根據它的顏色，再加上不活躍的特點，天文學家猜測它的成份應該更像小行星，而非彗星。

但也有天文學家如David Jewitt認為，它的這種不活躍表現，以及泛紅的色彩，可能只表明它的外部不存在易揮發物質。「我們對它的內部一無所知，所以事實上我們並不了解它的物理特性，」Jewitt說。

即便是它的大小，天文學家們也是語焉不詳的。由於缺乏反照率數據，天文學家只知道它的直徑在幾百米左右。

另一個令人吃驚的地方是，它居然離地球這麼近。雖然斯特恩預測會存在這樣的星際來客，但他原本以為它們離我們要遠得多。

斯特恩回憶說，「我沒有估計到這些東西可以進入內太陽系。我的計算結果顯示，我們發現的這些天體和我們的距離通常會在10至30個天文單位（1天文單位等於地球和太陽間的1個平均距離）之間，具體有多遠則取決於望遠鏡的能力。泛星望遠鏡發現的這個天體和地球非常近，這讓我大吃一驚。這種抵近地球的飛掠是極為罕見的。這可能意味著，這樣的天體數量要比我預想的多得多。」

「1I/哦媽媽」的到來可能只是個序曲。斯特恩把這一發現和1990年代人們首次發現柯伊伯帶天體相比。1992年，David Jewitt和Jane Luu發現了首個柯伊伯帶天體，隨後人們發現的數量如同井噴，現在我們已知的柯伊伯帶天體數量已經有幾千。他甚至認為，泛星的數據中還可能隱藏有其它星際來客的信息，只要經過梳理和分析，應該可以找到更多。

位於夏威夷的泛星天文台天文學家首先發現了這個星際來客。Rob Ratkowski

沒有人知道這樣的天體在我們的銀河系中究竟有多少。木星、土星、天王星和海王星在太陽系的早期階段，曾經向星際空間甩出過總共10^13至10^14個直徑在1公里以上的天體。把這個數字乘上銀河系的恆星數量10^11，我們可以算出大約有10^24至10^25個直徑在1公里以上的小天體在星際空間流浪。而更小的天體，如這次闖進太陽系的「1I/哦媽媽」，總數可能要大上好幾個數量級。不過銀河系星際空間十分浩瀚，太陽系要撞見這樣的星際來客也是相當不容易的，其難度依然好比在草堆里尋針。

「但也只有找到更多的類似天體，我們才能了解它們究竟是什麼，才能了解它們中的大部分究竟是小行星還是彗星。」斯特恩說。太陽系的巨行星離太陽都比較遠，它們甩出的小天體大多是含冰天體（彗星）。假如我們發現，大部分星際來客是岩石質地的，那麼就意味著在這些甩出小天體的行星系統中，大部分巨行星和它們的恆星距離比較近。

此外，天文學家對這些星際天體的大小、自轉特點和反照率，以及它們是否可能會有衛星也都十分感興趣。

斯特恩強調說，這些天體來自非常遙遠的恆星。它們的軌道交錯混行了幾十億年，因此它們是從整體上研究銀河系行星系統的一個統計學樣本。「就像風中的花粉一樣，」斯特恩解釋道。「即便我們的院子里沒有能夠產生花粉的植物，但我們依然會在風中看到來自遠方植物的花粉。通過研究這些花粉，我們可以知道有多少植物在生產它們。現在我們有了一個統計樣本，它來自銀河系的其它行星系統。」

這些星際來客在極寒的深空中默默流浪了至少億萬年，幾乎沒有發生過任何變化。它們是保存完好的其它太陽系的樣本。從這個意義上來說，它們是極為珍貴的。

嚴格地說，「1I/哦媽媽」並不是人類在太陽系內發現的第一例來自星際的天體。天文學家在太陽系內發現過來自星際的宇宙射線、氣體和離子，甚至還獲得過來自星際的塵埃。但它確實是第一例來自星際的宏觀天體。

藝術家筆下描繪的《與拉瑪相會》中的場景。「拉瑪」其實是一艘全自動操控的外星無人飛船，內部模擬了地球上的自然山川和人類城市，並創建了一個人造生物圈。Andre Freitas

許多人把「哦媽媽」與《三體》中的「水滴」相提並論，但我覺得情節實際上和克拉克的經典科幻小說《與拉瑪相會》開頭結尾更為相似。

故事的開頭是這樣的。2077年，一顆小行星墜落在義大利東北部，製造了一場巨大的災難。地球政府決定設立空間防衛系統，以便監視來自深空的威脅。2131年，人類在木星軌道外發現了一個不明物體，它的飛行軌跡表明它來自星際空間，而不是一個圍繞太陽運行的天體。它是一個長54公里的圓柱體，毫無表面特徵可言。人們根據印度教神話傳說，給這個不明物體起名為「拉瑪」。

在忍受了人類對自己開展的一系列所謂探測行動後，「拉瑪」進入了水星軌道以內，汲取了太陽的能量，藉助太陽的引力加速離開了太陽系。

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