如果沒有關(guān)注天文消息,奧陌陌或許只是一個非常拗口的名字,但這是天文學(xué)家給編號為1I/2017 U1的小型天體起的昵稱。這顆在2017年10月19日由夏威夷哈萊亞卡拉天文臺發(fā)現(xiàn)的天體,是第一個也是現(xiàn)在為止唯一一個獲得I編號的天體,發(fā)現(xiàn)之初奧陌陌因奇葩的特征吸引了全世界的天文學(xué)家和天文愛好者。甚至美國哈佛史密森尼天體物理學(xué)的學(xué)者發(fā)表觀點(diǎn),猜測它可能是由光帆驅(qū)動的外星飛船。奧陌陌到底是什么?
當(dāng)在夏威夷的Pan-STARRS-1天文望遠(yuǎn)鏡剛記錄下奧陌陌軌道的時候,天文學(xué)家便發(fā)現(xiàn)它很快,甚至可以說太快了。10月19日奧陌陌在距離太陽1AU時,相對太陽的速度達(dá)到了驚人的49公里/秒,按照軌道反推可得出奧陌陌在相對太陽的軌道近日點(diǎn),大約地球時間2017年9月9日時的相對太陽速度竟有87.71公里/秒。如果這些數(shù)據(jù)難以提供直觀感受,那你只需要知道以此速度計(jì)算奧陌陌相對太陽的軌道離心率是e=1.20,它是太陽系內(nèi)所觀測到所有天體速度最高的同時,也意味著奧陌陌有足夠的速度離開太陽系進(jìn)入星際空間。
換句話說,相對太陽而言奧陌陌的軌道是雙曲線軌道(類似上圖藍(lán)線),沒有任何一個已知或者可能未知的太陽系內(nèi)天體能憑借自身引力提供這樣的軌道,它是人類觀測到的太陽系第一個訪客?!皧W陌陌”(Oumuamua)正是夏威夷語里斥候的意思,獨(dú)一無二的I編號也是“星際天體”(Interstellar)的首字母。隨著越來越多的天文望遠(yuǎn)鏡加入到奧陌陌的觀測當(dāng)中,這位星際訪客卻帶來了更多的謎團(tuán)。和太陽系內(nèi)幾乎所有天體一樣,奧陌陌自身不發(fā)光,觀測全部依賴反射的太陽光,但奧陌陌的亮度浮動很大,大得甚至有些令人難以置信。
從縱軸中不難發(fā)現(xiàn),奧陌陌有近乎兩倍的亮度變化。就像一個物體正面和側(cè)面的影子不同一樣,不規(guī)則形狀自旋的天體的反射光會有一定的浮動。但奧陌陌幾乎兩倍的亮度浮動意味著這是一顆至少長寬比超過10:1的天體,這在已知的天體形狀中還是頭一次。
而比大幅度浮動更值得一提的是奧陌陌反射光浮動的不規(guī)則性。如圖中這些五顏六色的圓點(diǎn)所示,奧陌陌亮度變化十分隨意,整體而言只有大致趨勢并無穩(wěn)定規(guī)律。月球順著穩(wěn)定的軌道環(huán)繞地球所以才能看到有規(guī)律的“月有陰晴圓缺”,奧陌陌的不規(guī)則亮度浮動意味著它不僅在自旋,還在以大約7.3個小時的周期圍繞著多個旋轉(zhuǎn)軸“花式”翻滾著前行,可謂相當(dāng)奇葩。
從2017年開始對奧陌陌持續(xù)一年的觀測更進(jìn)一步加深了其具體構(gòu)成的謎團(tuán)。細(xì)心的人應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn),前文中一直以天體而不是彗星或者小行星稱呼奧陌陌,這是因?yàn)榫瓦B天文學(xué)家也不確定奧陌陌到底是什么。彗星和小行星的最大區(qū)別在于前者由冰構(gòu)成而后者主要由巖石和礦物構(gòu)成,冰受到太陽輻射和太陽風(fēng)的作用升華為氣體釋放,也就成了大家所熟悉的彗星長長的尾跡,天文學(xué)上稱為彗尾,是區(qū)分小行星和彗星的一大特征。
事實(shí)上由于早期觀測沒有發(fā)現(xiàn)奧陌陌有任何彗尾,其最早的編號為A/2017 U1,即小行星。不過隨著研究的深入,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)奧陌陌離開太陽系的速度比預(yù)計(jì)的要略微快一些,也就是說它竟然“加速”了,而只依賴引力改變速度的小行星是無法辦到的。同時斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡的觀測將奧陌陌的大小進(jìn)一步縮小到140~440米之間,如果奧陌陌是一顆彗星,那么升華的氣體便能像推進(jìn)器一樣為這顆質(zhì)量不大的天體加速,足以解釋其軌道和預(yù)計(jì)的不同。之前沒有觀測到彗尾或許是因?yàn)樽鳛橐活w可能已經(jīng)在星際飛行數(shù)百萬年的天體,奧陌陌的溫度極低,太陽輻射加熱緩慢導(dǎo)致氣體釋放量不大,難以發(fā)現(xiàn)。
不過也有天文學(xué)家反對該理論,他們指出在2018年7月27日發(fā)現(xiàn)非引力加速的軌道改變時奧陌陌已經(jīng)越過了木星軌道。如果此等距離上的太陽輻射和太陽風(fēng)都能造成氣體釋放,那么當(dāng)奧陌陌在2017年9月9日通過距離太陽僅0.255AU的軌道近日點(diǎn)時,其產(chǎn)生的彗尾應(yīng)大到地球上都能肉眼觀測到。要知道這個近地點(diǎn)距離比離太陽最近的水星的近日點(diǎn)距離還要小17%,而水星白天赤道溫度可達(dá)430°C。因此奧陌陌還是小行星,只是其特殊的形狀形成了天然的“太陽帆”,太陽光的輻射壓對表面積大的奧陌陌形成了天然的微小推力,長時間后便產(chǎn)生了軌道變化。
鑒于兩種理論都有非常令人信服的證據(jù)但也都有待論證,既然天然形成無法解釋,那么剩下的只可能是人工制造,奧陌陌是外星文明探測器的理論應(yīng)運(yùn)而生。這為奧陌陌帶來了很多關(guān)注度。不過外星文明理論并非完全的臆想,也有些許的科學(xué)依據(jù)。人工探測器可以解釋奧陌陌奇葩的拉長外型和神秘的非引力加速,同時也能解釋奧陌陌近距離飛掠太陽的軌道,尤其是近距離飛掠地球的軌道。如果作為一個想“考察”太陽系的外星文明,毫無疑問會選擇一條能觀測到恒星(太陽)本身,并能觀測到恒星宜居帶行星(地球)的軌道。當(dāng)然這個“近距離”是相對的,奧陌陌最近時距離地球也有0.16AU,即24180000公里,是地月平均距離的63倍。
不過外星探測器的理論也有自身的問題,首先便是以人類發(fā)射的外太空探測器為例,探測器只會以一個自轉(zhuǎn)軸自旋穩(wěn)定,而不是像奧陌陌那樣翻滾。不規(guī)則的自旋不利于維持軌道的穩(wěn)定,也不利于天體的觀測和信息傳輸。專門尋找外星文明的SETI(Search for ExTraterrestrial Intelligence)研究協(xié)會也對奧陌陌進(jìn)行了觀測,但哪怕利用綠岸射電望遠(yuǎn)鏡,這個全世界最大的全動式射電望遠(yuǎn)鏡,到現(xiàn)在為止也還沒有在1Hz到12GHz的電磁頻率內(nèi)檢測到任何奧陌陌發(fā)射或接收的無線電訊號。哪怕奧陌陌真的是外星文明的探測器,它也是一個被廢棄許久或已失去聯(lián)系很長時間的探測器。
究竟哪種理論才是正確的呢?我們恐怕永遠(yuǎn)無法得知。太陽系的第一位外來訪客正在以驚人的速度離我們而去,現(xiàn)在就連斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡都已經(jīng)無法發(fā)現(xiàn)它微小的身軀,預(yù)計(jì)奧陌陌在2019年1月便會跨過土星軌道,而后2022年跨過海王星軌道,徹底消失在深空。除非在未來能有深空探測器追上這位訪客,圍繞著奧陌陌的謎團(tuán)還會持續(xù)很長時間。不過不用擔(dān)心,哪怕你堅(jiān)信奧陌陌是外星文明的探測器,以現(xiàn)在相對太陽每秒26.33公里的速度,奧陌陌要徹底離開太陽系還需大約2萬年。