奧陌陌新猜測！科學家認為奇怪的星際物體可能是「外星太陽帆」

2017年10月19日，夏威夷全景巡天望遠鏡和快速反應系統-1 (Pan-STARRS-1)宣布首次發現一顆星際小行星，名為1I/2017 U1(又名「Oumuamua」)。

在接下來的幾個月里，進行了多次後續觀測，讓天文學家對它的大小和形狀有了更好的了解，同時也揭示了它具有彗星和小行星的特徵。

有趣的是，也有一些推測基於它的形狀，「奧陌陌實際上可能是一艘星際飛船(突破偵聽甚至監測它的無線電信號的跡象！)」。

哈佛大學史密森天體物理中心(CfA)的兩名天文學家的一項新研究更進一步，他們認為「奧陌陌可能實際上是來自外星的光帆。」

這項研究——「太陽輻射壓力能解釋『奧陌陌的特殊加速度』嗎？」該研究由Shmuel Bialy和亞伯拉罕·勒布教授進行。Bialy是CfA的理論與計算研究所(ITC)的博士後研究員，而Loeb教授是ITC的主任，小弗蘭克b貝爾德(Frank B. Baird Jr.)，哈佛大學的科學教授，突破攝星顧問委員會的主席。

回顧一下，「奧陌陌是在最近一次經過太陽40天後(2017年9月9日)被Pan-STARRS-1觀測衛星發現的。」

在這一點上，它距離太陽大約0.25 AU(地球到太陽距離的四分之一)，並且已經在離開太陽系的路上了。當時，天文學家們注意到它的密度似乎很高(表明它是岩石和金屬組成的)，而且它在快速旋轉。

雖然當它靠近我們的太陽時(這可能表明它是一顆彗星)沒有顯示出任何氣體逸出的跡象，但一個研究小組能夠獲得光譜，表明「奧陌陌比之前認為的更冷」。

然後，當它開始離開太陽系時，哈勃太空望遠鏡拍下了一些「奧陌陌」的最終圖像，揭示了一些意想不到的行為。

在檢查了這些圖像後，另一個國際研究小組發現，「奧陌陌的速度增加了，而不是像預期的那樣減慢。」他們聲稱，最可能的解釋是，「奧陌陌是由於太陽能加熱(又稱排氣)從其表面釋放物質。」

這種物質的釋放與彗星的運動方式是一致的，它會給「奧陌陌」以穩定的推力，以實現速度的提升。

對此，Bialy和Loeb給出了相反的解釋。如果奧陌陌實際上是一顆彗星，那麼為什麼它在離太陽最近的時候沒有經歷過氣體逸出呢？

此外，他們還引用了其他研究結果，這些研究結果表明，如果氣體逸出是加速的原因，那麼它也會導致「奧陌陌自旋」的快速進化(這一點還沒有被觀察到)。

基本上，Bialy和Loeb認為「奧陌陌」可能實際上是一個光帆，一種依靠輻射壓力產生推進力的航天器——類似於「突破攝星」的工作。與「星光」計劃相似，這個光帆可能是從另一個文明發射來研究我們的太陽系並尋找生命的跡象。正如勒布教授今天通過電子郵件向宇宙解釋的那樣:

「我們解釋了『奧陌陌遠離太陽的額外加速度』是由於陽光對其表面施加的力造成的。要想用這種力來解釋測量到的超加速度，物體需要非常薄，厚度只有一毫米的幾分之一，但尺寸只有幾十米。這使得該物體的表面積很輕，並允許它作為一個輕帆。它的起源可能是自然的(在星際介質或原行星盤中)，也可能是人工的(作為探測太陽系內部區域的探測器)。

在此基礎上，Bialy和Loeb著手計算這種人造物體可能具有的形狀、厚度和質量比。他們還試圖確定這個物體是否能夠在星際空間中生存，是否能夠承受由旋轉和潮汐力引起的張力。

他們發現，只有一毫米厚(0.3-0.9毫米)的帆就足以讓一層固體材料在穿越整個星系的旅程中存活下來——儘管這在很大程度上取決於「奧陌陌的質量密度」(這一點沒有得到很好的控制)。

無論是厚的還是薄的，這張帆都能夠承受灰塵顆粒和氣體的碰撞，這些氣體滲透星際介質，以及離心力和潮汐力。

至於外星光帆在我們太陽系的作用，Bialy和Loeb給出了一些可能的解釋。首先，他們認為探測器實際上可能是一個在重力和恆星輻射影響下漂浮的廢棄帆，類似於海洋中漂浮的沉船殘骸。這將有助於解釋為什麼「突破聆聽」沒有發現無線電傳輸的證據。

勒布在最近為《科學美國人》(scientific American)撰寫的一篇文章中進一步闡述了這一觀點，他在文章中表示，「奧陌陌可能是第一個已知的從星際空間漂浮到太陽系的人造遺迹。」

更重要的是，他指出，具有相似尺寸的光帶是由人類設計和建造的，包括日本設計的IKAROS項目和他參與的Starshot計劃。

「這個機會為空間考古學的新前沿奠定了潛在的基礎，即研究過去文明在太空中的遺迹，」勒布寫道。

「為人造來源的太空垃圾找到證據，將為『我們是孤獨的嗎？』這個古老的問題提供一個肯定的答案。」這將對我們的文化產生巨大的影響，並為人類活動的意義增加一個新的宇宙視角。

另一方面，就像勒布今天告訴《宇宙》的那樣，「奧陌陌可能是一種活躍的外星科技，它可以用來探索我們的太陽系，就像我們希望用星光和類似的技術來探索半人馬座阿爾法星一樣:

「另一種方法是想像『奧陌陌正在執行偵察任務』。我考慮偵察的原因可能是,假設的奧陌陌跟著一個隨機軌道需要生產~ 10 ^ { 15 }這樣的對象/明星在我們的銀河系。根據我們在2009年所做的計算，這個豐富的物質比太陽系預期的要多1億倍。除非「奧陌陌是一個偵察任務中的目標探測器，而不是一個隨機物體群的成員，否則數量會驚人地過剩。」

據勒布說，還有一個事實是，「奧陌陌的軌道使它離太陽只有0.25 AU，這是一個很好的軌道，可以在不受到太多太陽輻射的情況下攔截地球。」此外，它距離地球0.15天文單位，這可能是軌道校正的結果，旨在促進飛行。

另外，他還說，有可能發射數百個這樣的探測器，以便其中一個探測器能夠接近地球來研究它。Pan STARRS-1的調查幾乎沒有檢測到「奧陌陌」，這一事實可能被視為一個跡象，表明還有許多其他類似的物體沒有被檢測到，這支持了「奧陌陌」是眾多此類探測器之一的說法。

考慮到天文學家最近得出的結論，我們的太陽系很可能已經捕獲了數千個星際物體，比如「奧陌陌」，這就為未來的探測提供了可能，這將有助於證明(或反駁)星際光帆的存在。

當然，Bialy和Loeb承認，這仍然有太多未知數，無法確定「奧陌陌」到底是什麼。而且，即使它碰巧是一塊天然岩石，以前被探測到的所有其他小行星和彗星的質量比都比目前估計的「奧陌陌」要大幾個數量級。

這一點，以及輻射壓力似乎能夠加速它的事實，將意味著「奧陌陌亞代表了一種從未見過的新型稀薄星際物質」。如果這是真的，那就開啟了一套全新的謎團，比如這些物質是如何產生的，以及由誰(或誰)產生的。

儘管我們的望遠鏡已經快一年沒有觀測到它了，但「烏穆阿瑪亞在未來的許多年裡肯定仍將是緊張研究的主題。」你可以打賭天文學家們將會注意到更多的黑洞！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！