2019热点曝光台:人类在太阳系探测到的第一个系外造访星际天体奥陌陌(2)

还有一种解释,就是借助太阳光压,奥陌陌有了非引力加速度,不过这也只是对具有超大面积-质量比的物体才有效——这便需要奥陌陌具有超乎寻常的疏松结构。

“侦破”进程一时间陷入僵局。有关奥陌陌的起源和成为星际天体的过程,也令天文学家们十分困惑,甚至还有科学家猜测,奥陌陌或许与外星生物存在某种关联。

“它,有没有可能是被原来所在的恒星‘甩’出去的?”张韵作了一个大胆的假设。

根据奥陌陌的光谱性质,天文学家发现,这个访客在它原来所在的行星系统中,曾经受到恒星的强烈热辐射,而这个特征可以通过近距离飞越恒星产生。张韵说,如此近距离的接触,可能会让奥陌陌的母体,被恒星的潮汐作用撕裂,并将奥陌陌甩出原系统。

“正是这个看似最平凡的性质,启发了我们着手研究潮汐撕裂星际天体形成理论。”张韵说。

就这样,最新一次的“侦破”开始了。

神秘面纱被揭开

率先登场的是超级计算机,其强大的算力帮助天文学家做了数值模拟,结果发现,恒星的潮汐力,的确会将天体撕碎成许多的细长型碎片,同时,潮汐的作用,还会让一部分碎片的速度增大,以至于超过恒星的逃逸速度。换句话说,这些被撕碎的碎片,就会逃离恒星,从而成为一个星际天体。

相应地,超级计算机也“画出”了这些碎片的样子:其长短轴的比例,大多数高于5∶1,有些甚至高于10∶1。这就在某种程度上,解释了奥陌陌极其特殊的狭长外形。

更为重要的是,数值模拟结果显示,在潮汐撕碎的过程中,这些碎片的表面,将受到恒星炽热灼烤,最终熔化,而当远离恒星时,这些熔化的表面,将会重新凝结。这一过程,最终让碎片的整体结构具有很强的黏结力,从而维持其所形成的细长结构的稳定性。

潮汐撕裂星际天体形成理论,就像是一颗救命稻草,天文学家抓住这个破解密码的钥匙之后,进展异常顺利。曾经困扰人类的诸多问题,似乎都一一浮出了水面——

根据数值模拟,恒星的热辐射会加热这些碎片内部,其结果是,这些碎片体内可挥发性的气体将消耗殆尽。

“正因为这样,这些碎片失去了明显的彗星活动表现,而它们的光谱性质,则具有小行星的特征。”张韵说。

至于这些星际访客的非引力加速度,也有了一个解释。

根据热力学分析,一些升华温度较高的可挥发性物质——比如水冰,能够在地下数十厘米的地方保存完好。这些水冰,对于奥陌陌的旅行,可是起了大作用。

张韵说,在奥陌陌的太阳系短途旅行中,这些剩余的水冰,就会被太阳的热辐射激活喷发,从而提供了人类所观测到的非引力加速度。

至此,奥陌陌的神秘面纱基本被揭开了,如果用一句话来说,这位星际访客很可能就是太阳系之外一个行星天体的碎块——一个被原行星系统中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片。

耶鲁大学天文系教授格雷戈里·拉夫林用“非常巧妙”的字眼来形容这一研究,他认为,该研究运用行星系统演化过程的普遍现象,解释了奥陌陌的所有特征,显示了星际间物质扩散的高效性,为人类理解行星系统的形成和演化提供了关键线索。

还有更多的奥陌陌吗?

一个奥陌陌走了,还会不会有更多的奥陌陌前来?甚至,太阳系在自己内部会不会“甩出”奥陌陌?这些是奥陌陌留给天文学家的新问题。

张韵的观点是,由于潮汐力的强度随着恒星密度的增大而增强,这种潮汐撕裂现象能够发生在密度较大的矮恒星附近。不过对太阳而言,其密度相对较低,不足以产生这样的现象,相应地,人类在太阳系内也并未发现产生过类似奥陌陌的小天体。

不过,在张韵看来,类似奥陌陌的星际天体穿越太阳系,并非一个偶然事件。

“从概率上估计,每个太阳系周围的恒星系统,平均至少产生百万亿数量级的类似星际天体,才能够解释奥陌陌闯入太阳系事件的发生概率。”张韵说。

事实上,通过分析可能的母体来源及数量分布,天文学家发现,从数千米直径的彗星,到地球大小的行星,都有可能是类似奥陌陌星际天体在被潮汐作用撕碎甩出前的母体,而这些母体所产生的星际天体数量,恰好可以解释奥陌陌的出现概率。

“在奥陌陌之后,人们不得不彻底改变自身对于星际天体的认知。”奥陌陌国际空间科学研究所共同负责人马修·奈特认为,这项最新的研究出色地解释了关于奥陌陌的谜团。

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