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奥陌陌这哥们儿,到底是不是咱们银河系的土著?

那天晚上我正啃着苹果刷手机,突然看到一条推送:“首个星际访客或为外星飞船”,差点没把我呛着,奥陌陌——这个读起来像在打喷嚏的名字,又一次闯入人类的讨论区,我放下苹果,决定好好捋一捋:这玩意儿,到底是不是从银河系里蹦出来的?

先认个脸:奥陌陌到底是个啥

2017年10月19日,夏威夷哈雷阿卡拉天文台的Pan-STARRS望远镜,抓到了一个不速之客,天文学家沃里克(Robert Weryk)在回看数据时,发现一个光点以极其离谱的轨迹划过屏幕,他当时揉了揉眼睛,以为自己看错了——这轨道根本不是太阳系内天体的椭圆或抛物线,而是一条双曲线轨道,偏心率高达1.2。

啥概念呢?太阳系里所有行星、小行星、彗星,偏心率都小于1,轨道是闭合的,偏心率大于1,意味着它地一声来了,又地一声走了,太阳的引力根本拴不住它,这是人类第一次确认——有东西从星际空间闯进了我们的后院。

国际天文学联合会给它编号1I/ʻOumuamua,1I代表第一号星际天体,ʻOumuamua是夏威夷语,大意是“远方来的首个信使”,我叫它奥陌陌,念起来顺口,像隔壁家爱闯祸的小孩。

银河系那么大,装不下一个奥陌陌?

这问题问得刁钻,你可能会说:奥陌陌现在不就在银河系里飞着吗?它当然是银河系的,但我们真正想问的是——它的出生地到底在不在银河系?

要回答这个,得先搞清楚银河系的“势力范围”有多大,我们习惯把银河系想象成一个直径10万到18万光年的大圆盘,里面有上千亿颗恒星,但银河系的引力影响范围,其实远不止这个盘面,它周围还包裹着一个巨大的暗物质晕,直径可能延伸到百万光年级别,凡是在这个晕里被银河系引力主导的天体,都可以算“银河系成员”。

如果奥陌陌就诞生在这个晕里的某个地方,比如某个球状星团、某颗被踢出去的恒星周围,那它就是银河系的“土著”,但如果它来自更远的地方——比如仙女座星系,或者星系际空间的流浪行星碎片——那它就是个真正的“外星系移民”。

这事儿没那么容易下结论,我自己边查资料边琢磨,发现天文学家们在这件事上也吵成一团,核心问题出在哪儿呢?

速度,快得让人起疑

奥陌陌进入太阳系时的速度大约是每秒26公里,这速度本身并不离谱,问题在于,当我们把太阳在银河系里的运动(每秒220公里绕银心旋转)也算进去,奥陌陌相对于银河系“本地静止标准”的速度,只有每秒10公里左右。

这数字一出来,很多天文学家就皱眉头了。

为什么?因为银河系内的恒星,它们的“本动速度”——就是扣除银河系整体旋转之后的随机速度,平均差不多就是每秒几十公里,年轻的恒星跑得慢,年老的跑得快,奥陌陌这个10公里每秒的本动速度,太典型了,典型到就像你在北京胡同里遇到一个遛弯儿的大爷,你不会觉得他是从纽约飞过来的。

2018年,一个国际团队在《天体物理学报》上发表研究,追溯了奥陌陌的轨道,发现它很可能来自船底座-天鹅座旋臂方向的天琴座星协附近,那里是一片恒星孕育区,有一群年轻的恒星正在游荡,如果奥陌陌就是从那片区域被甩出来的,那它就是地地道道的银河系本地人。

我当时看到这个结论,心想:哦,那这事儿不就结了?结果后面又来了反转。

形状和加速度,让剧情崩了

奥陌陌最让人发毛的地方,是它的光变曲线,它在飞离太阳时没有减速,反而加速了,彗星加速靠喷气,可奥陌陌没尾巴,没彗发,干干净净像个雪茄——或者有人说像个薄饼。

哈佛天文系主任勒布(Avi Loeb)就抓住这点不放,他在2021年出了本书《天外来客》,坚持认为奥陌陌可能是人造物,比如外星文明的光帆,这推理一出来,全球炸锅,如果真是光帆,那它可能来自任何地方,银河系内外的可能性都存在,讨论出生地就彻底乱了。

但大多数天文学家比较冷静,2020年《自然·天文学》上有篇论文提出,奥陌陌可能是一块固态氢分子冰的碎片,这种冰在接近太阳时升华,产生推力,却不会形成可见的彗尾,如果这个模型成立,那它的加速就不诡异了,而固态氢分子冰,很可能形成于分子云的极冷核心——银河系里到处都是这种分子云。

这条线索又把奥陌陌往银河系“土著”的身份上往回拉了一步。

化学成分,沉默的证词

可惜我们没拍到它的光谱,等发现它的时候,它已经飞远了,最亮的时候也只有24等星,比肉眼能见的最暗星还暗上千万倍,所以化学分析这一块,基本是空白,天文学家只能从它表面的颜色——偏红——推测它可能覆盖着被宇宙射线轰击过的有机物,类似太阳系柯伊伯带天体的表面,这倒也不分“银河内”还是“银河外”,宇宙射线到处都有。

不过颜色信息至少告诉我们一件事:它在星际空间里流浪的时间,可能以亿年计,这么长的时间,足够它在银河系里绕上好多圈,即便它最初来自外星系,在银河系的引力场里泡了这么久,早就被引力俘获,成为事实上的“银河系居民”了。

那它到底是不是银河系的?

我把目前靠谱的推论汇总成这样一张小表,看起来更直观:

证据指向 支持“银河系土著” 支持“外星系来客”
本动速度 约10km/s,契合银河系年轻恒星群 无直接证据支持来源外星系
轨道溯源 指向天琴座星协,银河系内恒星形成区 回溯精度有限,误差达数百光年
非引力加速 固态氢模型可解释,银河系分子云中存在 若为光帆则来源无限可能
化学成分 表面颜色似太阳系小天体,不具排他性 光谱缺失,无法定论

你看,天平严重倾向于“银河系土著”这一端,目前的主流观点是:奥陌陌极大概率就是银河系里某颗恒星周围被甩出来的行星碎片,或者分子云里凝结的氢冰山,它在星际空间游荡了数千万甚至数亿年,碰巧穿过了我们的太阳系。

但“大概率”不是“一定”,天文学的有趣之处就在这里——我们永远在概率的迷雾里穿行,奥陌陌就像深夜敲门的陌生人,你通过猫眼看到他的身影,推测他是隔壁小区的邻居,但过两天你发现整条街的监控都没拍到他的来路,心里又泛起嘀咕,科学的美妙,恰恰是允许你继续犯嘀咕,并为此造更大的望远镜。

对了,欧洲空间局正在筹划一个叫“彗星拦截者”的任务,准备在2029年发射,就蹲在日地拉格朗日L2点等着,下一次再有奥陌陌这样的星际访客闯入,我们就能直接追上去拍光谱了,到那时候,这篇小文章里的所有推测,可能都得重写。

我倒是挺期待的,毕竟啃着苹果猜测宇宙的模样,这日子过得也不算太差。

(配图建议:图1为奥陌陌轨道示意图,显示其双曲线轨道穿过太阳系;图2为艺术家根据观测数据绘制的奥陌陌想象图,呈现其狭长形状)

奥陌陌这哥们儿,到底是不是咱们银河系的土著?

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