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太阳系首次发现系外“星际天体”

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发表于 2017-11-11 18:14:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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上月底,太阳系迎来了一位不速之客。美国国家航空航天局(NASA)位于夏威夷的泛星巡天望远镜定位到了一颗走位异常飘忽的天体。它的速度极快,轨道不是椭圆形,而且形状有可能是长条形。数据分析显示,它并不属于太阳系。

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Oumuamua的轨迹

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轨迹路线图

据澎湃新闻11月10日报道,这是人类首次在太阳系内发现系外天体。11月6日,国际天文联合会将该小天体命名为1I/ʻOumuamua。I是专为它新设的星体编号,意为星际天体(Interstellarobject)。这颗小行星被命名为Oumuamua,在夏威夷语中意为远方的信使。

目前,Oumuamua受到太阳引力抛掷后,正在离开太阳系。地面上的强力望远镜仍在继续追踪它已经十分暗淡的背影,完成人类与远方的信使的第一次、也极有可能是最后一次会面。

不过,匆匆送走神秘的Oumuamua后,科学家们查户口的工作才刚刚有了眉目。夏威夷大学马诺阿分校的一个团队通过计算速度轨迹,判断Oumuamua在4000万年前,离开了南天球的船底座(Carina)或天鸽座(Columba)的稀疏星团,开始漫长的星系旅行。

天外来客非彗星

10月19日,当泛星巡天望远镜发现这位不速之客时,它距离地球0.2个天文单位,大约3000万公里。一开始,科学家们认为这是颗彗星。

10月25日,位于智利的甚大望远镜(VLT)拍摄照片显示,Oumuamua并不具备彗发,因此并非主体由冰块构成的彗星,而是由岩石构成的小行星。这意味着,Oumuamua诞生于母星系的冰线之内。

11月6日,国际天文联合会将该小天体命名为1I/ʻOumuamua。I是专为它新设的星体编号,意为星际天体(Interstellarobject)。关于这个命名也有一些花絮,有些科学家反对为它新设的星体编号I,因为Oumuamua的首字母是O,连起来太像10,有人主张用E子母,表示太阳系之外(extrasolar),但也有人反对称,用E容易让人误解为地外生命(extraterrestrial),联想到外星智慧;还有人主张用G,表示银河系的(galactic),但这可能太过狭隘。

Oumuamua直径在百米级,以每秒26公里左右的速度从天琴座方向冲进太阳系,近乎与黄道面垂直。这个飞行角度异常刁钻,且速度远超太阳系内的小天体,引起了科学家的注意。

反推计算,它大约曾在9月9日经过近日点,速度达到每秒87.7公里。不过,由于亮度很低,它直到更靠近地球时才被望远镜发现。

轨道不是椭圆,形状可能是长条形

另据天空与望远镜(SkyTelescope)网站10日报道,Oumuamua的轨道离心率是其不属于太阳系系统的最明显证据。它的轨道离心率达到1.19,而几何学常识告诉我们,椭圆形的离心率是恒小于1的。实际上,冥王星项目的天体力学专家比尔格雷(BillGray)之前在计算Oumuamua轨迹的时候不断失败他原先使用的轨道计算软件无法给出任何一种匹配的结果。

由于夏威夷泛星1号(Pan-STARRS,全称为全景巡天望远镜和快速反应系统)望远镜首次观测到Oumuamua后,它的亮度迅速减弱了20个等级,全球各地的观察者迅速被调动起来,争取在其离开视线之前获得更多资料。

美国喷气推进实验室 (Jet PropulsionLaboratory,一个以无人飞行器探索太阳系的中心)的约瑟夫马塞洛(JosephMasiero)是幸运者,他帕洛马天文台的5米海尔望远镜刚好在观测区域。他迅速得到了一张Oumuamua光谱图:

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Oumuamua光谱(2017年10月25日,竖线表示每一个测量波长的误差范围,虚线表示红色和近红外波长的总体趋势)

贝尔法斯特皇后大学的米歇尔巴尼斯特(MicheleBannister)认为,Oumuamua的红色光谱和太阳系外围神秘的库珀带天体十分相近。也有人认为,光谱坡度向着红色(右边)的方向缓慢增加。这说明Oumuamua与库珀带(往往比较红)中的物体并不是特别匹配。相反,它是一种岩石表面在长期暴露于空间辐射后风化之后将呈现的那种光谱。

还有一些人记录了Oumuamua的亮度曲线并确定其旋转周期。马里兰大学的马修奈特和其他人的观测结果显示,它的亮度在1.2个等级的范围内波动,让人怀疑Oumuamua的形状是长条形的,长度至少是宽度的三倍,其旋转周期是3-5个小时之间。

速度是一种胎记

在数百万年内,天体的速度都像胎记一样,带着起源地留下来的特征,团队负责人、地理生物学家埃里克盖多斯(EricGaidos)说道。这个天体的运动特征和那些星团一样。

研究人员判断,大约4000万年前,很可能是由于行星演化过程中的碰撞,它猛地冲出了恒星的引力范围,开始放飞自我之旅。

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Oumuamua的照片 Paulo Holvorcem Michael Schwartz 图

这位远方来客不仅带来了原生星系的蛛丝马迹,也让人类对它穿行过的星际环境有了更多认知。如果盖多斯团队计算正确,Oumuamua的母星系中的碰撞将会释放更多类似的小天体。也就是说,沿着Oumuamua进入太阳系的路径,人类后续将会发现Oumuamua的兄弟姐妹们。

不过,这次只是非常初步的筛查。如果在太阳系之前,Oumuamua还造访过其它星系,那这个计算结果就不准了。

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