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那个星际小行星很不寻常。会是…吗?

`Oumuamua,第一颗星际小行星,挑战我们对行星形成模型和外星人造物理论的理解。

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第一颗已知的星际小行星 `Oumuamua 的插图。它不寻常的形状和颜色为来自其他太阳系的物体性质提供了神秘的线索。现在的挑战是找到更多这些来自星辰的信使。来源:ESO/M. Kornmesser

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不是外星人。永远不是外星人。

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每当天文学家在太空中发现一些真正奇怪的东西时,这都是唯一合理的答案。来自 Ross 128b 行星的异常无线电信号? 不是外星人。潜在的 SETI 信号 SHGb02+14a? 不是外星人。神秘的“外星人巨型结构”恒星?很可能也不是外星人。对于异常现象存在如此多的未探索的自然解释,以及如此多的出错方式,所以最初的假设必须是:不,不,一千次不,不是外星人。

然后,天文学家观测到了 `Oumuamua,第一颗已知的星际小行星,它正快速驶离太阳系。它极度拉长的形状与火箭发动机段相似,或者——更具诱惑性的是——与阿瑟·C·克拉克的科幻小说《与拉玛相会》中的星际飞船相似。不久,严肃的记者们(包括本文作者)就交换了好奇的信息:“这颗‘小行星’真的可能是外星人造物吗?我们怎么知道?”

深呼吸。我们一步一步来。10 月 19 日,自动化的 Pan-STARRS 1 望远镜(主要用于扫描天空中可能具有危险性的、接近地球的小行星)探测到一个异常物体。它最初被视为一颗可能的彗星,被命名为 C/2017 U1。然而,到月底,天文学家们清楚地看到它是一个更加非凡的东西。

首先,“彗星”没有彗发;它显然不是彗星,而是一颗快速移动的小行星。它得到了一个新的编号,A/2017 U1(A 代表小行星)。然而,更令人着迷的是它的轨道。它沿着双曲线路径经过太阳,这种轨迹表明它起源于太阳系之外。它又获得了一个新的编号,引入了一种前所未有的命名方案:1I/2017 U1(I 代表星际)。

Pan-STARRS 团队很快为这样一个重要的天体选择了更贴切的名称。它现在被称为 `Oumuamua(发音为“oh-oo-moo-ah-moo-a”),这是一个夏威夷语单词,大致意思是“来自遥远过去的信使”。

`Oumuamua 来自织女星的方向。它现在正以每秒 26 公里的速度冲回星际空间。(来源:ESO/K. Meech 等人)

ESO/K. Meech 等人

`Oumuamua 来自织女星的方向。它现在正以每秒 26 公里的速度冲回星际空间。(来源:ESO/K. Meech 等人)

研究人员长期以来一直推测,太空中应该充满了在早期阶段从其他太阳系中被抛射出来的彗星和小行星。他们的模型表明,行星形成是一个混乱的过程,许多小物体在大型原行星形成时被踢出。`Oumuamua 是它们正确的第一个证据。它也是我们对来自另一个太阳系的完整访问者(而非尘埃颗粒)的第一次直接观察。

不幸的是,我们没有多少机会研究它。到 `Oumuamua 被发现时,它已经经过太阳,正在返回星辰的途中,消失在黑暗中。世界各大天文台的天文学家们争先恐后地想了解更多关于它的信息。他们开始进行惊人、快速的研究。而他们发现的……相当奇怪

`Oumuamua 大约每 7.3 小时旋转一次。随着它的旋转,其亮度发生剧烈变化,表明其形状非常细长。夏威夷大学天文研究所的Karen Meech 断定,该小行星的长度约为 400 米,宽度只有其十分之一。它的形状像一个胖雪茄,或者更像一个灭火器——这是一个恰当的比较点,因为这颗小行星也非常红,与我们太阳系遥远的柯伊伯带的一些物体相似,但也大致类似于一些金属小行星。

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`Oumuamua 剧烈变化的亮度表明其形状细长、管状,像已知彗星和小行星的一个极端版本……或者像一些虚构的星舰。点表示亮度测量值;白线表示一个长度是宽度十倍的物体的模型光变曲线。(来源:ESO/K. Meech 等人)

ESO/K. Meech 等人

`Oumuamua 剧烈变化的亮度表明其形状细长、管状,像已知彗星和小行星的一个极端版本……或者像一些虚构的星舰。点表示亮度测量值;白线表示一个长度是宽度十倍的物体的模型光变曲线。(来源:ESO/K. Meech 等人)

这些意想不到的特征引起了许多 Twitter 上的业余科学家的注意,尤其是在欧洲南方天文台发布了一系列富有启发性(尽管高度推测性)的 `Oumuamua 插图(包括本文顶部的插图)之后。几位领先的研究人员也加入了讨论。

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这个东西看起来不自然。所以我们又回到了原点:会是人造的吗?我们*会*怎么知道呢?

首先,可能会有明显的线索。它可能正在发射无线电信号或其他任何形式的人工调制辐射。(我们没看到。)它可能以某种方式调整其航线。(我们没有看到任何偏离正常引力路径的迹象。)它可能发出热信号,表明某种发动机或内部能源。(我们也**没**看到,尽管没人看过 `Oumuamua 的远红外线。)

然后,讨论转向了更难以捉摸的猜测。这可能是一艘废弃的、已报废的宇宙飞船吗?它可能装备有仪器但未通电吗?宾夕法尼亚州立大学的 Jason Wright 在一篇有帮助的、带有怀疑精神的 博客文章中总结了一些讨论。

有太多的外星生命(ET)设想需要考虑,以至于无法完全肯定地说 `Oumuamua *不*以某种方式与智能外星文明有关。尽管如此,奥卡姆剃刀定律表明,我们从星际空间看到的第一个物体碰巧是一艘宇宙飞船——一艘缓慢、惰性、伪装的宇宙飞船——由外星人制造的可能性不大。顺便说一句,我们没有证据表明外星人确实存在。

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幸运的是,我们可以做得更好。约翰霍普金斯应用物理实验室的 Andy Rivkin 让我想起了一个很好的测试案例。2002 年,天文学家注意到一个小型、快速旋转的物体,其轨道异常地像地球轨道。光谱观测显示,它与铝和含有氧化钛的油漆大致匹配。该物体很快被识别为一枚土星 V 火箭的上面级,很可能是阿波罗 12 号任务的。

类似于 2002 年发现漂浮在太空中的土星 V 第三级火箭。如果这样的东西从深空中到来,我们将知道。(来源:NASA)

美国宇航局

类似于 2002 年发现漂浮在太空中的土星 V 第三级火箭。如果这样的东西从深空中到来,我们将知道。(来源:NASA)

换句话说,人造物体看起来往往是人造的。诚然,我们在试图识别地球火箭时知道要寻找什么。再进一步说,一艘已经漂浮在太空中数百万年的外星人造物可能会被辐射和微陨石严重改变。但即便如此——`Oumuamua 没有什么地方看起来是假的。只是很奇怪。

这就引出了最后一个、也是最令人兴奋的一点。`Oumuamua 并不是故事的结局;它仅仅是开始。行星形成模型表明,每年有**一到十个**星际物体穿过我们的太阳系!我们以前没有看到它们,因为它们往往速度快且模糊。像 Pan-STARRS 调查这样的新工具终于捕捉到了一个碰巧特别接近太阳的物体。

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未来的调查将更灵敏,现在科学家们将更积极地寻找其他访客,看看它们是否像 `Oumuamua,还是它们完全是其他东西。大型巡天望远镜(LSST)在这方面将是革命性的。目前,`Oumuamua 是一个孤例。我们不知道它是一个特例,还是它某种程度上代表了那些从其他星系飞驰而过的物体。但很快,我们将拥有一个完整的此类物体目录来研究和思考。

我们将了解它们的成分、形状、在银河系中的轨迹。我们从 `Oumuamua 的运动中已经可以看出,它似乎与任何附近的恒星无关。我们将看到有多少星际物体是岩石小行星,有多少是冰质彗星。我们将开始收集关于其他星系中行星发生情况的直接证据,以便我们将它们的历史与我们自己的进行比较。

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而且也许,也许——我知道,我又开始胡思乱想了——但如果其中任何一个物体显示出任何人工起源的迹象,那么很有可能我们也会知道。

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