系外天體來訪有多難 這顆新晉彗星給你線索

　　進入八月，人們對一顆名為泛星C/2017 S3的彗星充滿期待。

　　據估算，這顆目前亮度略低於肉眼極限的彗星將於8月中旬達到近日點，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）。英國科學家近日在《自然》發表論文稱，“奧陌陌”並非來自太陽系外的星際訪客，而是一顆彗星。

　　事實上，“奧陌陌”自從現身起，就成為了天文界的熱點話題。圍繞它的身份，科學家們一直爭論不休。起初它被認為是彗星，之后被判斷為小行星，后來成為首個“星際天體”，但最后又回到原點。

　　那麼，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入太陽系？它又有什麼研究價值？

　　傾角大或是被大天體“擰”了一把

　　看到最新研究認為“奧陌陌”是一顆彗星，而並非系外來客時，中國科學院國家天文台研究員平勁鬆並不意外。

　　在“奧陌陌”被發現之初，一些專業的天文學研究機構並沒有急於提出它來自系外的猜測，只是認為難以區分它到底是系內的小天體行星還是彗星。平勁鬆認為這一判斷是科學嚴謹的，而此后有科學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，科學家們主要基於兩點理由 ：一是，它的傾角太大，幾乎垂直於黃道面﹔二是，據推算它的運行軌道是個有來無回的“高能”雙曲線，不受太陽系束縛。通常來說，系內小行星或彗星多在黃道面運行，傾角一般小於五十度，運行軌道多為橢圓或拋物線形式。

　　如果不是來自系外，“奧陌陌”如此高的傾角是怎麼產生的？平勁鬆認為，較為合理的解釋是，小天體在飛掠木星、土星等大天體時，一旦兩者距離很近，受大天體影響，小天體的運行軌道會發生扭曲，其飛行速度和方向被改變，傾角也隨之發生變化。

　　“形象一點說，就是被大天體‘擰’了一下。如果一次改動的幅度有限，多‘擰’兩次也許就到了近90度。當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。”平勁鬆說道。

　　事實上，小天體飛掠大天體時，飛行速度、方向被改變的案例時有發生。人們還會利用這一特性，讓受控的人造天體靠近大天體運行來實現借力飛行。比如，美國1990年發射的太陽探測器尤利西斯，就是先被發射到木星附近。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，然后它再到達指定位置。

　　平勁鬆還指出，當時觀測到“奧陌陌”距離太陽約3000萬公裡，相當於水星到太陽的距離，運行速度約25公裡/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，在距離太陽更遠的地球上，如果想發射一個跑出太陽系的探測器，它的速度要在每秒40多公裡以上。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。”

　　據報道，“奧陌陌”在2017年的9月9日達到了近日點，以大約每秒40公裡的速度離開太陽。平勁鬆認為，這一速度依然飛不出太陽系。

　　到訪太陽系路途不平坦

　　在廣袤的宇宙裡，人們一直渴望將探索的腳步走得更遠，同時也熱切期待著發現來自外星系的訪客。

　　數十年來，天文學家認為，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”。

　　盡管最新的研究認為，“奧陌陌”並非系外來客。但我們不妨大膽假設一下，如果真的有系外來客進入太陽系，它來訪的路徑會是怎麼樣的？

　　對此，平勁鬆介紹道，系外天體來到太陽系主要有兩種可能的方式。一種是兩個星系垂直相撞，星系外緣的恆星軌道交織在一起，恆星所帶的行星系統就可能在兩個星系裡“串門”。星系相撞的現象曾被天文望遠鏡觀測到過。

　　另外一個可能是，上一代恆星在生命末期發生爆炸后，它的質量損失很大，引力不足以把周圍的行星吸引住，同時爆炸產生的力量不足以改變行星運行狀態。脫離了原系統的行星，會按照慣性定律，以爆炸前的既有速度跑到下一代恆星系統裡。“這裡其實暗含一種假設，即太陽並非第一代恆星。”

　　在平勁鬆看來，相比星系相撞，星際旅客來自上一代恆星系統的可能性要更大一些。但即使如此，想跑進下一代恆星系統也並非是件容易的事情，對行星的運行速度提出了很高的要求。

　　研究彗星或更具現實意義

　　為什麼說“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協調中心的研究人員馬科·米切利及同事分析認為，“奧陌陌”加速離開太陽系的動力在本質上是非引力的。

　　這種運動與彗星行為一致——彗星受自身釋放的氣體驅動。該研究團隊通過建模還排除了非引力運動的其他可能的解釋，包括太陽輻射壓力，與太陽風的磁場相互作用。

　　在分析系外天體造訪太陽系的可能性時，平勁鬆認為，這一事件的概率非常低，盡管理論上有可能性，科學家也不能因為對它的過高期望而誤導了研究的邏輯。

　　恆星死亡時大多會產生超新星爆發。在太陽系附近發生的超新星爆炸事件就非常少。星雲是超新星爆炸后的產物，目前離太陽系最近的星雲——蟹狀星雲也距離地球6500光年。

　　“如此遙遠的距離裡，全靠自然的力量，飄過來一顆行星的概率，可能還不如發現UFO的概率高。”平勁鬆指出，相比較探尋系外天體，主流學界更願意把資源和精力投入到對彗星的研究上。

　　彗星是如何產生的，一直是天文學家迫切想弄清的一大謎團。尤為重要的是，含有很多氣體和揮發成分的彗星，與生命的起源可能有著重要的聯系。有學者推測，在地球形成早期，太陽系邊緣的彗星將水和有機物質帶到了地球上，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岩石構成和系內的有什麼不一樣。”平勁鬆認為，按照恆星系統演化理論來看，兩種岩石可能沒什麼不同，而彗星研究對於揭示生命起源有著重要意義。（唐 婷）