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作者:许悦 来源:中国科学报 发布时间:2020/4/14 15:18:03
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揭秘第一个造访太阳系的“天外来客”
或为行星天体碎片

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2017年从星际空间进入太阳系的Oumuamua,可能是彗星、小行星,或被另一颗恒星撕裂的小星球的众多残骸之一。图片来源:ESO/M. KORNMESSER

2017年10月,一颗雪茄状的不明天体冲入太阳系,作为当时已知的第一颗经过太阳系的星际天体,被大家亲切的称呼为Oumuamua(夏威夷语,侦察兵或信使的意思)。

这个来自星际空间的外来访客,因奇异的形状和运行轨迹,甚至曾一度使一些严肃的科学家也认为它可能是外星人的探测器。但近日,研究人员在《自然—天文学》的报道,给出了一个相对上述猜测较为平凡的解释——Oumuamua有可能是一个行星天体的碎片。

自被发现以来,Oumuamua并没有沿着一条由太阳引力形成的路径前进,这表明“Oumuamua正在像彗星一样释放气体,尽管观测结果暗示这个天体不具备一般彗星所具有的冰层表面。

在这项新研究中,法国蓝色海岸天文台天体物理学家张韵和其同事利用计算机模拟、观察各种轨道上的天体在离它们自己的“太阳”(主恒星)过近的情况下,偏离轨道时会发生什么,来了解Oumuamua是如何形成其奇怪的形状和轨迹的。

例如,如果一颗小行星(一个在太阳系中通常只不过是一堆松散碎石的小岩石体),在其母星6万公里以内经过时,它会被拉扯,在母星强大的潮汐作用下四分五裂,产生大量翻滚、拉长的碎片,其中一些甚至会被弹射到太阳系以外。

如果Oumuamua的母体是彗星,它也会有上述类似的命运。

张韵说,强烈的引力潮汐会把彗星撕裂,彗星表面的大部分冰会因近距离撞击而融化。而包括水和二氧化碳在内的一些易挥发的冰,会在天体岩石表面以下10~50厘米的深度保存下来。如果这样一个天体后来飞掠过一颗更大更暖的恒星,比如我们的太阳时,这些冰会蒸发,缓慢而稳定向太空喷射。但如果这些气体的喷射是不均匀的,它们会像小型火箭助推器一样,引起天文学家观测到Oumuamua的那种轨道异常。

此外,张韵还指出,如果小行星的残余碎片在其表面下携带少量的水,其排放物同样可能导致类似Oumuamua那样的怪异轨迹。

根据研究小组的模拟显示,即使是一颗比地球大10倍的行星,如果从红矮星4万公里以内的范围经过,也可能被撕裂。在这类事件中,大约有一半形状奇特、含水的天体碎片可以逃离恒星引力,最终穿越其他星系。

美国海军学院天文学家Matthew Knight说,张韵和其同事做出了一个“令人信服的分析”。他指出,此前对于Oumuamua起源的几种解释已经流传了一段时间,“但这些人是第一个真正用数字说话的人。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41550-020-1065-8

 
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