2017 年 10 月 19 日,夏威夷大學 (University of Hawaii) 的「全景巡天望遠鏡和快速反應系統」(Pan-STARRS) 發現了一個不明物體闖入了太陽系,這個小型不明物體能快速移動,正當美國太空總署 (NASA) 表示尚未能確定這個神秘物體來自哪裡,世界各地天文學家正試圖追蹤這個神秘的不速之客之際,它卻調頭加速離開。時隔七年,近期網路上又再炒得熱烘烘,指這位神秘訪客再次離奇闖入我們的視線中!
發現 Oumuamua
2017 年,負責為 NASA 尋找「近地天體」(Near-Earth Object) 的研究員 Rob Weryk,利用 Pan-STARRS 觀察到一小片光亮物體正在天空中移動,並將它命名為「Oumuamua」〔夏威夷語,意思是遠方的使者〕,正式官方編號定為 1I/2017 U1〔原本編號為 C/2017 U1 後改為 A/2017 U1〕。在作多方數據比對之後,發現 Oumuamua 和太陽系 (Solar System) 中的太空隕石大不相同,也意味著它可能不是來自太陽系本身,而是來自太空深處。
Rob Weryk 表示,『它的運行軌跡不能用正常的太陽系小行星或彗星軌道來解釋, 1I/2017 U1 極可能來自太陽系之外。』
此外,Oumuamua 處於一個非常奇怪和極端的軌跡上,嚴格來說甚至無法稱之為運行軌道,一般來說,不論是「行星」(Planet)、「矮行星」(Dwarf Planet) 和「小行星」(Asteroid),凡是繞著太陽運轉的大部分物體都在一個平面上運行。但 Oumuamua 卻完全不同,它來自「天琴座」(Lyra) 方向,以 26.5 公里秒速〔95400 公里/小時〕,近乎垂直角度一頭闖進「黃道面」(Ecliptic Surface),奇怪的是,Oumuamua 在接近太陽時卻沒有受巨大引力撞向太陽,而是藉著太陽引力拐彎然後加速離開,加上它那詭異的不規則旋轉和反射著吸睛的金屬紅光,彷彿就像一位在做花式表演的舞者!
根據軌道的初步計算,Oumuamua 穿越黃道面的時間是 2017 年 9 月 2 日,並於 9 月 9 日在水星 (Mercurius) 軌道的內側掠過近日點,因受太陽引力的影響而轉向。10 月 14 日,它從地球下方大約 2400 萬公里處掠過〔這個距離大約是地球和月球距離的 60 倍〕。然後再次向上穿越黃道面,並「加速」以每秒 44 公里〔158400 公里/小時〕的太陽相對速度,朝著飛馬座 (Pegasus) 方向飛去。
Oumuamua 來自哪裡?
自從夏威夷的 Pan-STARRS 發現了這位神秘的不速之客,在計算出極不尋常的軌道之後,全世界天文學家都非常興奮,亞利桑那州 (Arizona) 的 WIYN 天文台,智利 (Chile) 的超大望遠鏡 (Very Large Telescope, VLT),以及 NASA 的哈勃太空望遠鏡 (Hubble Space Telescope, HST) 和斯皮策太空望遠鏡 (Spitzer Space Telescope, SST),都把視線對準了這個以高軌道角度闖入太陽系的不速之客,試圖弄清它到底是何方神聖。
國際天文學聯合會 (International Astronomical Union, IAU) 的小行星中心 (Minor Planet Center, MPC) 發佈的初期觀測報告顯示,1I/2017 U1 可能來自太空深處,相信可能是一顆逃離另一個星系「恆星」(Star) 引力的「彗星」(Comet)。MPC 在報告中宣稱:「如果進一步觀察能夠確認 1I/2017 U1 運行軌道異常,那就可以確定,這就是我們迄今發現的第一顆『星際彗星』(Interstellar Comet)。」
根據對其初始軌跡的計算,推斷 1I/2017 U1 來自天琴座 (Lyrae) 最閃亮的恆星織女星 (Vega) 的方向,在其高達 95400 公里/小時的速度下,推斷它早在三十萬年前就起程離開織女星;但一切都只是推測,1I/2017 U1 亦有可能起源自其他星系,織女星也只不過是其路過的一個景點,有可能已經在銀河系中遊戈了數百萬年。
NASA 近地天體研究中心 (Center for Near-Earth Object Studies) 主管 Paul Chodas 在一份新聞稿中說:「我們一直在等待,長久以來就有這樣的物體存在 ── 小行星或彗星在恆星之間穿梭,偶爾會穿過我們的太陽系,但它們都太微弱,很難在可見光中發現,這是我們首次探測到,這可能是一個穿越星際的物體,但需要更多數據才可確認。另一方面 1I/2017 U1 速度太快了,像這樣高速掠過地球是非常危險的,而且太陽的引力似乎沒有對它造成大影響。」
Oumuamua 看起來是那麼古怪!
起初 Oumuamua 被認為是一顆彗星,但綜合歐洲南方天文台 (The European Southern Observatory, ESO) 在智利的超大望遠鏡 VLT 和其他天文學家長時間觀測後獲得的數據,發現 Oumuamua 並沒有彗髮構造,推斷它是一顆小行星,因此大約一星期後改而歸類為系外小行星。而且根據夏威夷大學天文學研究所 (Institute for Astronomy, University of Hawaii) 的 Karen J. Meech 博士領導的一項新研究指出,「Oumuamua 與我們所認知的其他小行星都不一樣,它是長形的。」
由 Meech 博士所組成一個研究團隊展開一項名為「一個紅色和極其細長的星際小行星的短暫訪問」(A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid) 的研究,研究團隊成員包括 ESO 的成員,歐洲航天局 (European Space Agency, ESA) 的 SSA-NEO 協調中心 (The ESA SSA-NEO Coordination Centre) 及意大利國家天文物理研究所 (INAF - Osservatorio Astronomico di Roma) 及一眾夏威夷大學天文學研究所研究員,於 2017 年 11 月 20 日在《自然》(Nature) 科學雜誌上發表觀測報告。
Oumuamua 概念圖
NASA 近地天體研究中心的天文學家 Davide Farnocchia 表示:「1I/2017 U1 來自天琴座方向,以 122° 接近垂直墜落黃道面,其路徑並不是典型的橢圓形曲線,這與太陽系那些像時鐘般運行的彗星軌道截然不同。這是我見過的最極端的軌道,而且非常高速。」
以精密的光譜測量後發現,Oumuamua 的亮度具有周期性變化,而亮度變化卻異常大,它每 7.3 小時自轉一次,亮度相差可達十倍。正如 Meech 博士在 ESO 新聞發佈會上解釋的那樣,這既令人驚訝,又具有重大意義:「亮度變化異常大,意味着 1I/2017 U1 在旋轉,而且形狀極為細長,長寬比例達到 10:1,估計長約 400 米,直徑 40 米,整體形狀相當複雜,呈極為狹長的雪茄狀,而且還發現它是深紅色,這是已知其他近地天體和太陽系中的小行星所沒有的,一般最大的比例也只有 3:1 左右。也證實它是惰性的,沒有塵埃跡象,所以這個深紅色是其本體顏色,並非因表面覆蓋的塵埃所造成。」
這些觀察也讓 Meech 博士和她的團隊瞭解 Oumuamua 的基本構成和屬性,認為是一顆具有極高密度岩石小行星,有很高的金屬含量,幾乎沒有水或冰。它的深紅色表面也顯示了含「托林」(Tholins),是一類聚合物分子,由原始的「甲烷」(Methane)、「乙烷」(Ethane) 等簡單結構有機化合物,在被宇宙射線輻射數百萬年下形成。
除此之外,Oumuamua 另一樣古怪之處在於它不受太陽引力的束縛,其雙曲線軌道 —— 離心率為 1.2,它在與太陽短暫接觸後竟「加速」,以 15.8 萬公里/小時〔相對於太陽〕離開太陽系,在 2022 年越過冥王星後,已完全脫離了人類的視線,朝著飛馬座方向繼續往無盡的星際空間進發。
儘管有學者試圖解釋 Oumuamua 神秘加速之謎,加州大學與康乃爾大學研究團隊認為,加速源於物體內部「分子氫」的釋放,太陽的熱力會迫使困在冰內的氣泡以扇形噴霧形式釋放氣體,產生猶如噴射效果的微小推力,又因為 Oumuamua 體積細小,所以難以發現「彗尾」。但天文學界認為沒有足夠證據顯示 Oumuamua 有水或冰,理論純屬假設。
Oumuamua 再現?
近期 Oumuamua 話題再度炒熱,源於網路上盛傳在土星軌道附近發現神秘物體蹤影,有人懷疑是 Oumuamua 回歸,但基本上沒有找到任何證據顯示那是 Oumuamua,謠傳的成份居多。
Oumuamua 之所以如此吸引,是因為它打破了過去人類的認知,太陽系從來沒有這麼細長形狀的小行星,人類也從沒見過這樣子的宇宙天體,因應其極端的軌跡和高金屬含量,而最奇怪是還會「加速」,令我不禁引發奇想,有沒有可能 Oumuamua 其實是一艘長約 400 米,來自其他星系,擁有深紅色高密度金屬偽裝外殼的星際宇宙飛船呢?超高密度的金屬裝甲外殼表示它很耐打,防護力很高,偽裝成小行星,也符合大自然自保的生存法則,星際穿梭嘛,可能真的需要偽裝一下!
Oumuamua 當年在水星軌道的內側掠過近日點,偷偷在太陽休息站加了點燃料,然後再加速進發,在離地球最近的距離偷偷瞥了我們一眼後就匆匆離開,時隔七年,目前應該已離我們很遙遠、很遙遠了,雖然傅聞不是真的,但仍然想說:「外星的朋友們,祝您們旅程一路順風,日後有空再來探我們吧!」