既不是彗星也不是小行星:速度是如此之快,不可能起源於太陽系。

  

  大約一年前,2017年10月19日,加拿大天文學家Robert Weryk在夏威夷Haleakala天文臺通過Pan-STARRS天文望遠鏡,發現一個神祕天體,被命名爲Oumuamua,在夏威夷土語中意爲來自遠古的信使。

  當時Oumuamua距離地球約3300萬公里,距離其近日點已經過去40天,正遠離太陽而去。

  Oumuamua既不是彗星也不是小行星:其速度是如此之快,不可能起源於太陽系,也不可能被太陽所捕獲,繞其軌道運行。更有意思的是,它展現非引力的加速度!原來,這是人類所知的造訪太陽系的第一個星際天體!

  問題是,Oumuamua到底是何方神聖呢?

  2018年10月26日,哈佛大學天文繫系主任、Frank B. Baird, Jr. 講席教授Avi Loeb和他的博士後在預印本網站arXiv 貼出一篇學術論文,提出一個大膽的假設,即Oumuamua可能是來自系外文明的光帆。其反常的行爲,可以通過光壓予以解釋。

  這是一篇嚴肅的學術論文,已經投稿天文學的頂級期刊Astrophysical Journal Letters, 作者是哈佛大學天文繫系主任,絕非民科。不過,雖然Oumuamua有不少古怪行爲,如非常接近太陽卻沒有彗星尾巴,具有非引力的加速度,長徑比很大,而且旋轉過程中會抖動,如下圖所示。但大膽的假設還是需要小心的求證。說是光帆,他們到底有何依據呢?

  首先,Micheli等人今年早些時候在Nature發表論文,報道Oumuamua超出引力的額外加速度與其和太陽的距離平方成反比。因爲沒有彗星尾巴,排除彗星的可能性的話,這樣的函數關係可以通過太陽輻射的光壓所解釋:

  而我們地球文明,也正在發展這樣的光帆技術,以期將來用於星際航行。

  正如風帆一樣,有效的光帆需要小的質量/面積比,即大的面積和薄的厚度。以此估算,他們認爲Oumuamua厚度在0.3到0.9mm之間。那麼,這麼薄的光帆,是否能承受星際航行的風吹雨打呢? 作者對此也做了估算。考慮能量動量的轉移,他們給出了光帆星際航行距離的上下限,完全在Oumuamua力所能及的範圍之內。此外,其機械強度也夠,能夠承受航行中的拉伸應力。

  如果Oumuamua是自然起源的話,Do等人根據實驗觀測數據估算了類Oumuamua天體的在星際空間分佈的密度,那是相當的高,比理論預測大2到8個數量級,論文已經正式發表。也就是說,自然起源可能性很低。

  那剩下的可能性,只能是Oumuamua是來自系外文明的探測器:

  “Alternatively, a more exotic scenario is that ‘Oumuamua may be a fully operational probe sent intentionally to Earth vicinity by an alien civilization”

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