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怪异的星际访客“奥陌陌”,哈佛天文学家:外星人废弃的光帆

2017年10月19日,夏威夷的全景测量望远镜和快速反应系统-1(Pan-STARRS-1)宣布首次发现星际小行星,名为1I / 2017 U1(又名“Oumuamua”奥陌陌)。随后几个月天文学家进行了多次跟踪观察,进一步了解它的大小和怪异形状,同时发现它既具有彗星的特征,也具有小行星的特征。

有趣的是,根据它的形状同时也出现了一些推测,认为奥陌陌实际上可能是一个星际飞船,另外“突破聆听”搜索行动甚至在一直监听它是否发出无线电信号。哈佛大学史密森天体物理中心(CFA)的两位天文学家的研究更近一步,他们认为奥陌陌实际上可能是一个来自外星的光帆。

这项题目为“太阳辐射压力可以解释奥陌陌特殊的加速度”的研究最近发布在网上,作者是 Shmuel Bialy和Abraham Loeb教授,Bialy是CFA所属的理论与计算研究所(ITC)的博士后研究员,而Leob教授是ITC的主任,哈佛大学的科学教授,同时还担任“突破摄星”顾问委员会的主席。

回顾一下,奥陌陌在距离太阳最近点大约40天后(2017年9月9日)被Pan-STARRS-1观测卫星发现。这个最近点距离太阳大约0.25 AU(地球到太阳距离的四分之一),现在它已经在离开太阳系的路上了。当时,天文学家们注意到它的密度似乎很高,这表明它是岩石和金属组成的,而且它在快速旋转。

当它靠近我们的太阳时,没有显示出任何气体逸出的迹象,但一个研究小组获得的光谱能够表明,奥陌陌比之前认为的更加冰冷。然后当它开始离开太阳系时,哈勃太空望远镜拍下了奥陌陌的最后图像,其中出现一些意想不到的状态。

检查图像之后,另一个国际研究小组发现,奥陌陌的速度增加了,而不是如预期地放缓。他们声称,最可能的解释是奥陌陌由于太阳能加热(亦称脱气),从其表面排放了物质。这种物质的释放与彗星的行为一致,它们可以帮助奥陌陌实现速度提升的稳步推进。

对此,两位研究人员Bialy和Leob提供了相反解释。如果奥陌陌实际上是一颗彗星,那么当它最接近太阳时,为什么它没有排放气体?此外如果排气负责加速,那将会导致奥陌陌的快速旋转,然而科学家并未观察到这种情形。

所以两位研究人员从本质上认为:奥陌陌实际上可能是一个光帆,这是航天器的一种形式,它依赖于辐射压力来产生推进力,类似于地球人类正在进行的“突破摄星”(Starshot)。这种光帆也许来自另外一个文明,它们对我们的太阳系进行研究同时寻找生命迹象。

研究人员认为,奥陌陌远离太阳时候产生的额外的加速度是阳光在其表面上施加推进力的结果。对于过量加速度,对象必须是非常薄,厚度为几分之一毫米,尺寸为几十米的物体。这样的特性才能使得物体表面具有轻量特性适合用做光帆。其来源可以是自然的(在星际介质或原行星盘中形成)或人造(作为发送到太阳系的内部区域执行侦查任务的探测器)。

基于以上分析,两位研究人员计算了类似奥陌陌这样的人为物体的可能的形状,厚度,和质量与面积比,他们还试图确定这个物体是否能够在星际空间中幸存,以及它是否能够承受由旋转和潮汐力引起的拉伸应力。

他们发现,只需要不到一个毫米(0.3-0.9毫米)的厚度就足以让坚固材料组成的薄帆在整个星系的旅程中幸存下来,尽管这在很大程度上取决于奥陌陌的质量密度。这种帆能够承受与星际尘埃颗粒以及气体渗透介质的碰撞,以及离心和潮汐力的影响。

至于外星光帆在我们太阳系的作用,Bialy和Loeb给出了一些可能的解释。首先,他们认为探测器实际上可能是一个在重力和恒星辐射影响下漂浮的废弃帆,类似于海洋中漂浮的沉船残骸。这将有助于解释为什么“突破聆听”搜索没有发现无线电传输的证据。

Leob进一步阐述了他的观点,奥陌陌可能是第一个从星际空间漂浮进入太阳系的人工遗物。更重要的是,他指出,它的尺寸与人类设计制造的光帆相近,包括日本设计的IKAROS项目和他所参与的“突破摄星”计划(Starshot)。

如果奥陌陌真的是来自太空的另外的文明遗迹,这意味着空间考古学存在一个新的前沿领域。寻找更多的来自太空文明的遗物,将会回答我们一个存在已久的问题,“我们在宇宙中是孤单存在的吗?”。

另一种可能,奥陌陌可能是探索我们的太阳的一种先进的外星科技,就像我们人类希望使用突破摄星Starshot和类似的技术探索半人马座阿尔法星一样;奥陌陌的轨道距离离太阳只有0.25 AU,这条轨道可以很好地拦截地球避免受到太多太阳辐射;此外它距离地球0.15天文单位,也可能是为了进行太阳飞近探测所实施的轨道校正。

科学家认为未来可以发送几百个探测器,靠近类似奥陌陌这样的神秘物体进行近距离研究。STARRS-1在奥陌陌距离太阳最近的时候几乎探测不到,这意味着也许有数量众多的未知物体在我们的宇宙中,只是我们无法发现。根据最新的天文学研究,我们的太阳系可能已经捕获了成千上万的类似的奥陌陌的星际物体,未来将会验证奥陌陌是否真的是星际光帆。

如果奥陌陌确实是星际光帆,那意味着一种前所未有的新型超薄星际材料的存在。又一条新的神秘面纱等待科学家破译,例如这些材料是如何产生的以及由谁产生的。现在我们的望远镜已经无法观测奥陌陌,但相信它在未来的许多年里仍然是一个会引起激烈争论的焦点。

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