原標(biāo)題：系外天體來訪有多難 這顆新晉彗星給你線索
進(jìn)入八月，人們對一顆名為泛星C/2017 S3的彗星充滿期待。
據(jù)估算，這顆目前亮度略低于肉眼極限的彗星將于8月中旬達(dá)到近日點(diǎn)，亮度將增加3倍。
吸引人們注意力的彗星不只是泛星C/2017 S3，還有新加入彗星大家族的“奧陌陌”（Oumuamua）。英國科學(xué)家近日在《自然》發(fā)表論文稱，“奧陌陌”并非來自太陽系外的星際訪客，而是一顆彗星。
事實(shí)上，“奧陌陌”自從現(xiàn)身起，就成為了天文界的熱點(diǎn)話題。圍繞它的身份，科學(xué)家們一直爭論不休。起初它被認(rèn)為是彗星，之后被判斷為小行星，后來成為首個(gè)“星際天體”，但最后又回到原點(diǎn)。
那么，如何判斷小天體是星際訪客還是彗星？為何很少有星際訪客進(jìn)入太陽系？它又有什么研究價(jià)值？
傾角大或是被大天體“擰”了一把
看到最新研究認(rèn)為“奧陌陌”是一顆彗星，而并非系外來客時(shí)，中國科學(xué)院國家天文臺研究員平勁松并不意外。
在“奧陌陌”被發(fā)現(xiàn)之初，一些專業(yè)的天文學(xué)研究機(jī)構(gòu)并沒有急于提出它來自系外的猜測，只是認(rèn)為難以區(qū)分它到底是系內(nèi)的小天體行星還是彗星。平勁松認(rèn)為這一判斷是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模撕笥锌茖W(xué)家猜測它可能來自系外則有些天方夜譚的味道了。
之所以猜測“奧陌陌”來自系外，科學(xué)家們主要基于兩點(diǎn)理由 ：一是，它的傾角太大，幾乎垂直于黃道面；二是，據(jù)推算它的運(yùn)行軌道是個(gè)有來無回的“高能”雙曲線，不受太陽系束縛。通常來說，系內(nèi)小行星或彗星多在黃道面運(yùn)行，傾角一般小于五十度，運(yùn)行軌道多為橢圓或拋物線形式。
如果不是來自系外，“奧陌陌”如此高的傾角是怎么產(chǎn)生的？平勁松認(rèn)為，較為合理的解釋是，小天體在飛掠木星、土星等大天體時(shí)，一旦兩者距離很近，受大天體影響，小天體的運(yùn)行軌道會(huì)發(fā)生扭曲，其飛行速度和方向被改變，傾角也隨之發(fā)生變化。
“形象一點(diǎn)說，就是被大天體‘擰’了一下。如果一次改動(dòng)的幅度有限，多‘擰’兩次也許就到了近90度。當(dāng)然也可能小天體本身有著接近五六十度的大傾角，一次就被改到位。”平勁松說道。
事實(shí)上，小天體飛掠大天體時(shí)，飛行速度、方向被改變的案例時(shí)有發(fā)生。人們還會(huì)利用這一特性，讓受控的人造天體靠近大天體運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)借力飛行。比如，美國1990年發(fā)射的太陽探測器尤利西斯，就是先被發(fā)射到木星附近。借助木星的力量，尤利西斯的軌道從黃道面被“擰”了30多度角，然后它再到達(dá)指定位置。
平勁松還指出，當(dāng)時(shí)觀測到“奧陌陌”距離太陽約3000萬公里，相當(dāng)于水星到太陽的距離，運(yùn)行速度約25公里/秒，以這樣的位置和速度來看，“奧陌陌”難以跑出太陽系。“相比水星，在距離太陽更遠(yuǎn)的地球上，如果想發(fā)射一個(gè)跑出太陽系的探測器，它的速度要在每秒40多公里以上。越靠近太陽，速度要求越高。因此，從軌道上推測‘奧陌陌’來自系外也難以成立。”
據(jù)報(bào)道，“奧陌陌”在2017年的9月9日達(dá)到了近日點(diǎn)，以大約每秒40公里的速度離開太陽。平勁松認(rèn)為，這一速度依然飛不出太陽系。
到訪太陽系路途不平坦
在廣袤的宇宙里，人們一直渴望將探索的腳步走得更遠(yuǎn)，同時(shí)也熱切期待著發(fā)現(xiàn)來自外星系的訪客。
數(shù)十年來，天文學(xué)家認(rèn)為，星際訪客從理論上而言是存在的，但令人困擾的是一直未能找到它們的蛛絲馬跡。直到“奧陌陌”的現(xiàn)身，讓天文界為之沸騰。甚至有人猜測，它可能是來自系外文明的“先遣部隊(duì)”。
盡管最新的研究認(rèn)為，“奧陌陌”并非系外來客。但我們不妨大膽假設(shè)一下，如果真的有系外來客進(jìn)入太陽系，它來訪的路徑會(huì)是怎么樣的？
對此，平勁松介紹道，系外天體來到太陽系主要有兩種可能的方式。一種是兩個(gè)星系垂直相撞，星系外緣的恒星軌道交織在一起，恒星所帶的行星系統(tǒng)就可能在兩個(gè)星系里“串門”。星系相撞的現(xiàn)象曾被天文望遠(yuǎn)鏡觀測到過。
另外一個(gè)可能是，上一代恒星在生命末期發(fā)生爆炸后，它的質(zhì)量損失很大，引力不足以把周圍的行星吸引住，同時(shí)爆炸產(chǎn)生的力量不足以改變行星運(yùn)行狀態(tài)。脫離了原系統(tǒng)的行星，會(huì)按照慣性定律，以爆炸前的既有速度跑到下一代恒星系統(tǒng)里。“這里其實(shí)暗含一種假設(shè)，即太陽并非第一代恒星。”
在平勁松看來，相比星系相撞，星際旅客來自上一代恒星系統(tǒng)的可能性要更大一些。但即使如此，想跑進(jìn)下一代恒星系統(tǒng)也并非是件容易的事情，對行星的運(yùn)行速度提出了很高的要求。
研究彗星或更具現(xiàn)實(shí)意義
為什么說“奧陌陌”是一顆彗星？在本文開頭提到的論文中，歐洲空間局SSA-NEO協(xié)調(diào)中心的研究人員馬科·米切利及同事分析認(rèn)為，“奧陌陌”加速離開太陽系的動(dòng)力在本質(zhì)上是非引力的。
這種運(yùn)動(dòng)與彗星行為一致——彗星受自身釋放的氣體驅(qū)動(dòng)。該研究團(tuán)隊(duì)通過建模還排除了非引力運(yùn)動(dòng)的其他可能的解釋，包括太陽輻射壓力，與太陽風(fēng)的磁場相互作用。
在分析系外天體造訪太陽系的可能性時(shí)，平勁松認(rèn)為，這一事件的概率非常低，盡管理論上有可能性，科學(xué)家也不能因?yàn)閷λ倪^高期望而誤導(dǎo)了研究的邏輯。
恒星死亡時(shí)大多會(huì)產(chǎn)生超新星爆發(fā)。在太陽系附近發(fā)生的超新星爆炸事件就非常少。星云是超新星爆炸后的產(chǎn)物，目前離太陽系最近的星云——蟹狀星云也距離地球6500光年。
“如此遙遠(yuǎn)的距離里，全靠自然的力量，飄過來一顆行星的概率，可能還不如發(fā)現(xiàn)UFO的概率高。”平勁松指出，相比較探尋系外天體，主流學(xué)界更愿意把資源和精力投入到對彗星的研究上。
彗星是如何產(chǎn)生的，一直是天文學(xué)家迫切想弄清的一大謎團(tuán)。尤為重要的是，含有很多氣體和揮發(fā)成分的彗星，與生命的起源可能有著重要的聯(lián)系。有學(xué)者推測，在地球形成早期，太陽系邊緣的彗星將水和有機(jī)物質(zhì)帶到了地球上，這可能是地球上的生命之源。
“而即使捕捉到來訪的系外行星，更多的也只是研究系外行星的巖石構(gòu)成和系內(nèi)的有什么不一樣。”平勁松認(rèn)為，按照恒星系統(tǒng)演化理論來看，兩種巖石可能沒什么不同，而彗星研究對于揭示生命起源有著重要意義。（唐 婷）
進(jìn)入八月，人們對一顆名為泛星C/2017 S3的彗星充滿期待。
據(jù)估算，這顆目前亮度略低于肉眼極限的彗星將于8月中旬達(dá)到近日點(diǎn)，亮度將增加3倍。
吸引人們注意力的彗星不只是泛星C/2017 S3，還有新加入彗星大家族的“奧陌陌”（Oumuamua）。英國科學(xué)家近日在《自然》發(fā)表論文稱，“奧陌陌”并非來自太陽系外的星際訪客，而是一顆彗星。
事實(shí)上，“奧陌陌”自從現(xiàn)身起，就成為了天文界的熱點(diǎn)話題。圍繞它的身份，科學(xué)家們一直爭論不休。起初它被認(rèn)為是彗星，之后被判斷為小行星，后來成為首個(gè)“星際天體”，但最后又回到原點(diǎn)。
那么，如何判斷小天體是星際訪客還是彗星？為何很少有星際訪客進(jìn)入太陽系？它又有什么研究價(jià)值？
傾角大或是被大天體“擰”了一把
看到最新研究認(rèn)為“奧陌陌”是一顆彗星，而并非系外來客時(shí)，中國科學(xué)院國家天文臺研究員平勁松并不意外。
在“奧陌陌”被發(fā)現(xiàn)之初，一些專業(yè)的天文學(xué)研究機(jī)構(gòu)并沒有急于提出它來自系外的猜測，只是認(rèn)為難以區(qū)分它到底是系內(nèi)的小天體行星還是彗星。平勁松認(rèn)為這一判斷是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模撕笥锌茖W(xué)家猜測它可能來自系外則有些天方夜譚的味道了。
之所以猜測“奧陌陌”來自系外，科學(xué)家們主要基于兩點(diǎn)理由 ：一是，它的傾角太大，幾乎垂直于黃道面；二是，據(jù)推算它的運(yùn)行軌道是個(gè)有來無回的“高能”雙曲線，不受太陽系束縛。通常來說，系內(nèi)小行星或彗星多在黃道面運(yùn)行，傾角一般小于五十度，運(yùn)行軌道多為橢圓或拋物線形式。
如果不是來自系外，“奧陌陌”如此高的傾角是怎么產(chǎn)生的？平勁松認(rèn)為，較為合理的解釋是，小天體在飛掠木星、土星等大天體時(shí)，一旦兩者距離很近，受大天體影響，小天體的運(yùn)行軌道會(huì)發(fā)生扭曲，其飛行速度和方向被改變，傾角也隨之發(fā)生變化。
“形象一點(diǎn)說，就是被大天體‘擰’了一下。如果一次改動(dòng)的幅度有限，多‘擰’兩次也許就到了近90度。當(dāng)然也可能小天體本身有著接近五六十度的大傾角，一次就被改到位。”平勁松說道。
事實(shí)上，小天體飛掠大天體時(shí)，飛行速度、方向被改變的案例時(shí)有發(fā)生。人們還會(huì)利用這一特性，讓受控的人造天體靠近大天體運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)借力飛行。比如，美國1990年發(fā)射的太陽探測器尤利西斯，就是先被發(fā)射到木星附近。借助木星的力量，尤利西斯的軌道從黃道面被“擰”了30多度角，然后它再到達(dá)指定位置。
平勁松還指出，當(dāng)時(shí)觀測到“奧陌陌”距離太陽約3000萬公里，相當(dāng)于水星到太陽的距離，運(yùn)行速度約25公里/秒，以這樣的位置和速度來看，“奧陌陌”難以跑出太陽系。“相比水星，在距離太陽更遠(yuǎn)的地球上，如果想發(fā)射一個(gè)跑出太陽系的探測器，它的速度要在每秒40多公里以上。越靠近太陽，速度要求越高。因此，從軌道上推測‘奧陌陌’來自系外也難以成立。”
據(jù)報(bào)道，“奧陌陌”在2017年的9月9日達(dá)到了近日點(diǎn)，以大約每秒40公里的速度離開太陽。平勁松認(rèn)為，這一速度依然飛不出太陽系。
到訪太陽系路途不平坦
在廣袤的宇宙里，人們一直渴望將探索的腳步走得更遠(yuǎn)，同時(shí)也熱切期待著發(fā)現(xiàn)來自外星系的訪客。
數(shù)十年來，天文學(xué)家認(rèn)為，星際訪客從理論上而言是存在的，但令人困擾的是一直未能找到它們的蛛絲馬跡。直到“奧陌陌”的現(xiàn)身，讓天文界為之沸騰。甚至有人猜測，它可能是來自系外文明的“先遣部隊(duì)”。
盡管最新的研究認(rèn)為，“奧陌陌”并非系外來客。但我們不妨大膽假設(shè)一下，如果真的有系外來客進(jìn)入太陽系，它來訪的路徑會(huì)是怎么樣的？
對此，平勁松介紹道，系外天體來到太陽系主要有兩種可能的方式。一種是兩個(gè)星系垂直相撞，星系外緣的恒星軌道交織在一起，恒星所帶的行星系統(tǒng)就可能在兩個(gè)星系里“串門”。星系相撞的現(xiàn)象曾被天文望遠(yuǎn)鏡觀測到過。
另外一個(gè)可能是，上一代恒星在生命末期發(fā)生爆炸后，它的質(zhì)量損失很大，引力不足以把周圍的行星吸引住，同時(shí)爆炸產(chǎn)生的力量不足以改變行星運(yùn)行狀態(tài)。脫離了原系統(tǒng)的行星，會(huì)按照慣性定律，以爆炸前的既有速度跑到下一代恒星系統(tǒng)里。“這里其實(shí)暗含一種假設(shè)，即太陽并非第一代恒星。”
在平勁松看來，相比星系相撞，星際旅客來自上一代恒星系統(tǒng)的可能性要更大一些。但即使如此，想跑進(jìn)下一代恒星系統(tǒng)也并非是件容易的事情，對行星的運(yùn)行速度提出了很高的要求。
研究彗星或更具現(xiàn)實(shí)意義
為什么說“奧陌陌”是一顆彗星？在本文開頭提到的論文中，歐洲空間局SSA-NEO協(xié)調(diào)中心的研究人員馬科·米切利及同事分析認(rèn)為，“奧陌陌”加速離開太陽系的動(dòng)力在本質(zhì)上是非引力的。
這種運(yùn)動(dòng)與彗星行為一致——彗星受自身釋放的氣體驅(qū)動(dòng)。該研究團(tuán)隊(duì)通過建模還排除了非引力運(yùn)動(dòng)的其他可能的解釋，包括太陽輻射壓力，與太陽風(fēng)的磁場相互作用。
在分析系外天體造訪太陽系的可能性時(shí)，平勁松認(rèn)為，這一事件的概率非常低，盡管理論上有可能性，科學(xué)家也不能因?yàn)閷λ倪^高期望而誤導(dǎo)了研究的邏輯。
恒星死亡時(shí)大多會(huì)產(chǎn)生超新星爆發(fā)。在太陽系附近發(fā)生的超新星爆炸事件就非常少。星云是超新星爆炸后的產(chǎn)物，目前離太陽系最近的星云——蟹狀星云也距離地球6500光年。
“如此遙遠(yuǎn)的距離里，全靠自然的力量，飄過來一顆行星的概率，可能還不如發(fā)現(xiàn)UFO的概率高。”平勁松指出，相比較探尋系外天體，主流學(xué)界更愿意把資源和精力投入到對彗星的研究上。
彗星是如何產(chǎn)生的，一直是天文學(xué)家迫切想弄清的一大謎團(tuán)。尤為重要的是，含有很多氣體和揮發(fā)成分的彗星，與生命的起源可能有著重要的聯(lián)系。有學(xué)者推測，在地球形成早期，太陽系邊緣的彗星將水和有機(jī)物質(zhì)帶到了地球上，這可能是地球上的生命之源。
“而即使捕捉到來訪的系外行星，更多的也只是研究系外行星的巖石構(gòu)成和系內(nèi)的有什么不一樣。”平勁松認(rèn)為，按照恒星系統(tǒng)演化理論來看，兩種巖石可能沒什么不同，而彗星研究對于揭示生命起源有著重要意義。（唐 婷）
