奧陌陌:那個不該存在的訪客
一個雪茄形狀的天體從星際深處飛來,繞過太陽後加速離去——那股推力,沒有人能解釋。這裡是我們真正知道的一切。
2017年10月19日,夏威夷山頂上的一架望遠鏡捕捉到一道微弱的光斑,正以奇怪的軌跡滑過夜空——方向完全不對勁。幾天之內,盯著它的天文學家明白了一件人類史上從未發生過的事:這不是一顆普通的彗星,不是在我們太陽系土生土長的小行星。這個東西從星與星之間的黑暗中飛來,繞了太陽一圈,此刻正急速往外衝,永不回頭。
他們給它取了個名字:奧陌陌('Oumuamua)。
然後他們開始研究它。越看,越覺得詭異。
這是第一個確認來自另一個恆星系的訪客的故事——我們真正知道的事、沒有人能解釋的事,以及科學家們試圖拼湊出答案時,各種牽強又迷人的理論。

我們真正知道的事
我們抓到它的時候,它已經在離開了。 當夏威夷哈萊阿卡拉天文台的Pan-STARRS1望遠鏡在2017年10月19日首次發現它時——這架望遠鏡由NASA近地天體觀測計畫資助——這位訪客早已繞過太陽了(NASA Science)。它最接近太陽的那一刻(近日點)早在9月9日就已過去。我們看到的,是它遠去的背影,不是到來的姿態。天文學家將它編號為1I/2017 U1,那個小小的「1I」意義重大:這是史上第一個被編目的星際天體。它的名字來自夏威夷語,完美貼切——「率先抵達、來自遠方的使者」(NASA Science)。
是數學洩露了它的祕密。 關鍵就在這裡。所有繞太陽運行的天體都走封閉的橢圓軌道——離心率低於1.0。奧陌陌的離心率大約是1.20(Wikipedia)。這個數字代表它從來就沒被太陽引力困住過。它只是路過,走的是一條開放的雙曲線路徑,就像一個陌生人直穿小鎮,連停都不停。它以大約每秒26公里的星際速度衝進來,在水星軌道以內、距太陽約0.255天文單位的地方掠過(Wikipedia)。NASA噴射推進實驗室(JPL)測得它在近日點附近最快衝到每秒約87公里——換算下來大概時速196,000英里(NASA JPL)。它從天琴座方向闖入,現在正朝飛馬座方向離去。
它又小、又紅、形狀也不對勁。 它到底多大?這取決於你假設它的反光率,但最佳估計是沿最長邊幾百公尺(NASA Science)。而且它會閃爍。在它翻滾穿越太空的過程中,亮度變化幅度達到約十倍——球形天體絕不可能有這麼劇烈的閃爍。那道閃爍告訴天文學家一件毛骨悚然的事:這東西被極度拉長,長度可能是寬度的十倍(NASA JPL)。它的自轉也不乾淨,而是在大約8小時的週期裡做混沌的非主軸翻滾(Wikipedia)。它還是紅褐色的——那是在宇宙輻射中烤了數百萬年後才會有的深沉色澤。
它看起來像彗星,但沒有尾巴。 這裡是整件事開始垮掉的地方。一顆彗星靠近太陽時會大放異彩:一團發光的氣體暈,一條拖曳的塵埃尾。奧陌陌近距離掠過太陽,給我們看的是……什麼都沒有。沒有彗髮,沒有尾巴。科學家努力尋找它周圍的任何氣體或塵埃,結果一無所獲(Nature, 2018)。對所有人的眼睛、所有儀器來說,它的行為就像一塊死寂無聲的岩石。

沒有人能解釋的部分
然而它的移動方式,卻根本不像一塊死寂的岩石。
2018年6月,一個研究團隊在《自然》期刊上投下了一枚震撼彈:奧陌陌的軌跡,單靠重力根本解釋不了。他們計算了太陽和各行星的每一個引力拉扯——但算完還剩下一股額外的推力。一股小但無可否認的推力,方向朝離太陽更遠的地方,讓這個天體在近日點附近加速了約每秒17公尺(Nature, 2018)。
換成彗星,你會聳聳肩:彗星經常被噴氣推著走,從表面噴出的氣體就像小型火箭推進器。但這個把戲有個代價:必須留下可見的氣體和塵埃雲。奧陌陌什麼都沒有。如果要用普通的彗星排氣來解釋這個數字,氣體與塵埃的比值至少得比我們曾測量過的任何彗星高出一百倍(Nature, 2018)。
所以這個謎題問起來殘酷簡單,要回答卻難如登天:是什麼在推奧陌陌,當它明明沒有展現出任何應該產生推力的排氣現象?
更殘酷的是:我們無法回頭查驗。這個天體現在距離太遠,無從觀測,也快到無法追上——我們幾乎可以確定,永遠不會再收集到關於這個流浪者的任何新數據(Astronomy.com)。無論答案是什麼,都只能靠地球上的模型去推算——以及等待我們來得及研究的下一個訪客。

各種理論——沒有一個蓋棺論定
以下都是詮釋。是聰明的人們盡力嘗試讓上面那些事實說得通。沒有人找到了真正的答案。
祕密的、無塵埃噴射引擎(目前最被接受的假說)
最被主流接受的想法讓奧陌陌待在它聽起來本該屬於的地方——天然冰冷天體的行列——只是一個特別奇異的例子。2023年一篇發表在《自然》的論文中,Jennifer Bergner(當時在芝加哥大學,現在在UC柏克萊)和 Darryl Seligman(當時在芝大)提出:奧陌陌在星際深處漫長漂泊期間,宇宙輻射慢慢將它的部分水冰轉化成氫分子,並把這些氣體封存在天體內部(University of Chicago News;Nature, 2023)。
接著太陽把它加熱了。被封存的氫氣洩漏出來,給了天體一個推力——但因為噴出的是純淨的氫氣而不是夾著塵埃的冰,所以根本看不見尾巴。而且關鍵是:因為奧陌陌體積很小,就算輕柔地吐出一口氫氣,也足以讓它的軌道產生可測量的偏轉(University of Chicago News)。這個解釋很優雅——但並不是定論。批評者懷疑在那個溫度下天體能否留住氫氣,就連論文作者也承認,這個說法或許無法解釋我們在更靠近家的地方看到的類似「黑暗彗星」。把它當成強力候選,不是裁決。
由更奇異的冰所構成
其他自然天體的假說認為,奧陌陌可能是某種更奇特物質的碎片——比如,從氮冰表面(像冥王星那片冰封平原)剝落的一塊。主要由氮冰或氫冰組成、正在蒸發的天體,理論上可以獲得推力而不留下明顯的塵埃尾。合理嗎?是的。有被證明嗎?沒有——而且永遠無法證明,因為我們無法回去取樣。
如果它根本不是雪茄形呢?
你看過那些藝術想像圖:一根黑暗、雪茄形的岩石碎片。但等等——那道閃爍的光變曲線,用另一種形狀來解釋同樣完美:一個扁平的薄餅,一張圓薄盤(Sky & Telescope)。我們從未看到奧陌陌的樣子,它在望遠鏡裡永遠只是一個光點,所以它真正的形狀本身就是個謎。它是被拉伸的——這一點確定。雪茄還是薄餅——真的不一定。
「它是太空船」的假說——以及為何大多數科學家已經走開了
一個比例奇特的薄形天體,加上一股沒人能解釋的推力。這個組合讓哈佛天體物理學家 Avi Loeb 發表了一個驚人假說:也許奧陌陌是人造的——一個像薄薄光帆一樣的結構,被陽光推著走(arXiv preprint;這是預印本,並非同儕審查的研究成果)。這是一種詮釋,不是一個發現,天文學界大多數人認為可能性極低。分析得越仔細,越對不上:一個翻滾的光帆應該會被往側邊推,而奧陌陌從未出現這種偏移;而如此薄的一張板,應該會不斷轉到側面、短暫從視野中消失——但這從來沒發生過(Big Think summary)。到了2021年,主流共識已經明確落地:奧陌陌的性質符合一個天然天體(Wikipedia)。我們之所以提到這個假說,是因為它點燃了全世界的想像——而且把它從證據中一一拆解,正是奧陌陌逼著我們去做的那種謹慎思考。
為什麼這件事至今仍然重要
奧陌陌已經永遠離去。但它踹開了一道門。2019年,2I/Borisov現身——一顆有彗尾有彗髮、貨真價實的星際彗星(Wikipedia)。然後2025年7月,天文學家又確認了第三個到訪者:3I/ATLAS(NASA Science)。而現在工具也追上來了。NSF與DOE合建的薇拉.魯賓天文台(Vera C. Rubin Observatory)正在掃描全天,ESA的彗星攔截器任務(Comet Interceptor)更是專門設計來在宇宙中守株待兔,追擊未來的星際訪客(Scientific American)。追獵這些流浪者的時代,才剛剛開始。
這位率先抵達的使者留給我們一個謎語,我們沒讀完就失去它了。下一個到訪者,或許能讓我們把整句話讀完——而我們現在正眼巴巴地盯著夜空,等待它的到來。
資料來源與延伸閱讀
- NASA Science — 奧陌陌概覽
- NASA JPL — 太陽系第一個星際訪客令科學家驚嘆
- Nature(2018)— 1I/2017 U1 軌跡中的非重力加速
- Nature(2023)— H2O冰中輻射分解產生的H2對1I/奧陌陌的加速
- University of Chicago News — 對奧陌陌奇特軌道出人意料的簡單解釋
- Sky & Telescope — 奧陌陌是星際薄餅嗎?
- NASA Science — 彗星3I/ATLAS事實與常見問題
- Scientific American — 歐洲彗星攔截器任務或將造訪星際天體
資料來源
- https://science.nasa.gov/solar-system/comets/oumuamua/
- https://www.jpl.nasa.gov/news/solar-systems-first-interstellar-visitor-dazzles-scientists/
- https://www.nature.com/articles/s41586-018-0254-4
- https://www.nature.com/articles/s41586-022-05687-w
- https://news.uchicago.edu/story/surprisingly-simple-explanation-interstellar-visitor-oumuamuas-weird-orbit
- https://en.wikipedia.org/wiki/1I/%CA%BBOumuamua
- https://skyandtelescope.org/astronomy-news/could-oumuamua-be-an-interstellar-pancake/
- https://science.nasa.gov/solar-system/comets/3i-atlas/3i-atlas-facts-and-faqs/
- https://www.scientificamerican.com/article/european-comet-interceptor-could-visit-an-interstellar-object/
- https://arxiv.org/abs/2110.15213
- https://bigthink.com/13-8/oumuamua/
- https://www.astronomy.com/science/can-we-catch-oumuamua-interstellar-interloper/
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