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【中国科学报】星际来客“奥陌陌”身世大公开----中国科学院

【中国科学报】星际来客“奥陌陌”身世大公开----中国科学院

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【中国科学报】星际来客“奥陌陌”身世大公开

2020-04-15

中国科学报 丁佳

【字体：大 中 小】

语音播报

数值模拟得到的奥陌陌 张韵供图

　　人类发现的第一个星际天体的起源刚刚被揭晓了。

　　北京时间4月13日，《自然—天文》在线发布了中国科学院国家天文台博士后张韵与美国加州大学圣克鲁兹分校教授林潮的研究论文，揭示了一种叫做奥陌陌的星际天体的形成机制及其成为星际天体的过程。论文提出的新模型表明，奥陌陌可能是被原行星系统中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片，数值模拟结果首次全面系统地复现了奥陌陌的所有特征。

　　至此，这颗闯入太阳系的小天体，终于揭开了其神秘面纱。

　　神秘的“不速之客”

　　2017年10月，天文学家发现了一颗闯入太阳系的系外小天体，国际天文学联合会将其命名为“奥陌陌”(1I/‘Oumuamua)。作为人类观测到的首个星际天体，奥陌陌的到来引起了全球广泛关注。与此同时，奥陌陌独特的性质也引发了学术界对原有星际天体形成和演化机制的重新讨论。

　　奥陌陌长约100米，长短轴比例为6：1~10：1，远远大于已知太阳系内小天体的长短轴比例，具有极其特殊的狭长外形。奥陌陌在运动过程中伴随着快速旋转，并且它的自转轴还不固定。

　　最开始，天文学家希望利用观测的手段验证奥陌陌属于彗星的猜想。但是，他们调用了几乎所有的天文望远镜，都没有发现它有向外喷射气体和尘埃的迹象，从而推测奥陌陌是一颗小行星，而不是现有理论推测出来的彗星。

　　2018年，人类派出了有史以来最大的太空红外望远镜斯皮策太空望远镜，试图再次捕捉奥陌陌的身影，却以失败告终。这位神秘来客，带着它的所有谜团，似乎就这么消失了。

　　然而，好奇的天文学家可不会就此罢休。在奥陌陌消失两年后，关于它的形状和非引力加速度的谜团仍未解开，它的起源和成为星际天体的过程令天文学家们十分困惑，甚至还有科学家猜测奥陌陌与外星生物的存在有所关联。

　　平凡里的不平凡

　　“奥陌陌的光谱性质显示，它在原来的行星系统中曾经受到恒星的强烈热辐射。这个特征可以通过近距飞越恒星产生。而如此近距离的接触可能使得奥陌陌的母体被恒星的潮汐作用撕裂，并将奥陌陌甩出原系统。”论文第一作者与通讯作者张韵说，“正是这一个最平凡的性质启发了我们着手研究潮汐撕裂星际天体形成理论。”

　　通过使用超级计算机对天体近距飞越恒星过程中的结构和热力学演化展开高分辨率的数值模拟研究，研究人员发现，恒星的潮汐力会将天体撕碎成许多的细长型碎片，同时潮汐作用可使部分碎片的速度增大至超过恒星的逃逸速度，使它们成为星际天体。

　　这些碎片具有翻滚旋转的特征，长短轴的比例大多数高于5：1，有些甚至高于10：1。在潮汐撕碎过程中，这些碎片的表面因恒星炽热灼烤而熔化。当远离恒星时，熔化的表面重新凝结，使碎片的整体结构具有很强的黏结力，从而可以维持所形成的细长形状的结构稳定性。

　　恒星的热辐射同时也会加热这些碎片内部，使得它们体内的可挥发性气体消耗殆尽。因此，它们的光谱性质具有小行星的特征，并失去了明显的彗星活动表现。

　　耶鲁大学天文系教授格雷戈里·拉夫林评论称，这项研究非常巧妙地运用行星系统演化过程的普遍现象解释了奥陌陌所有的特征，显示了星际间物质扩散的高效性，为人类理解行星系统的形成和演化提供了关键线索。“由于这些星际天体在被甩出前反复经过原行星系统的宜居带，组成生命的有机物质可能通过这些天体在星际间传播。这为人类探索生命起源的奥秘提供了新的思路。”

　　还有更多的“奥陌陌们”吗？

　　通过分析可能的母体来源及数量分布，研究人员发现，从数千米直径的彗星到地球大小的行星，都有可能是类奥陌陌星际天体在被潮汐作用撕碎甩出前的母体，所产生的星际天体数量恰好可以解释奥陌陌的出现概率。

　　“类似奥陌陌的星际天体穿越太阳系不应该是一个偶然事件。从概率上估计，每个太阳系周围的恒星系统平均至少产生百万亿数量级的类似星际天体，才能够解释奥陌陌闯入太阳系事件的发生概率。”张韵说。

　　由于潮汐力的强度随着恒星密度的增大而增强，这种潮汐撕裂现象能够发生在密度较大的矮恒星附近。可对于太阳而言，其密度相对较低，不足以产生这样的现象，因此太阳系内并未发现类似奥陌陌的小天体。

　　奥陌陌国际空间科学研究所共同负责人马修·奈特评价称：“在奥陌陌之后，我们不得不彻底改变自身对于星际天体的认知。这项研究提出的星际天体形成机制出色地解释了关于奥陌陌的所有谜团。我们期待在未来几年内会发现新的星际天体，看看它们是否具有类似奥陌陌的性质。这将是非常有趣的。如果是这样，则表明这个机制描述的过程是普遍的。”

　　奈特的愿望也许在不远的将来就能实现。随着中国和国际上各个巡天望远镜的建设和投入使用，未来将会在太阳系内发现更多的星际天体。到那时，人类将会更深入地了解这些天体的性质，对星际天体的数量也会有更精确的评估。

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-020-1065-8

　　（原载于《中国科学报》 2020-04-15 第1版 要闻)

　　数值模拟得到的奥陌陌 张韵供图　　人类发现的第一个星际天体的起源刚刚被揭晓了。　　北京时间4月13日，《自然—天文》在线发布了中国科学院国家天文台博士后张韵与美国加州大学圣克鲁兹分校教授林潮的研究论文，揭示了一种叫做奥陌陌的星际天体的形成机制及其成为星际天体的过程。论文提出的新模型表明，奥陌陌可能是被原行星系统中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片，数值模拟结果首次全面系统地复现了奥陌陌的所有特征。　　至此，这颗闯入太阳系的小天体，终于揭开了其神秘面纱。　　神秘的“不速之客”　　2017年10月，天文学家发现了一颗闯入太阳系的系外小天体，国际天文学联合会将其命名为“奥陌陌”(1I/‘Oumuamua)。作为人类观测到的首个星际天体，奥陌陌的到来引起了全球广泛关注。与此同时，奥陌陌独特的性质也引发了学术界对原有星际天体形成和演化机制的重新讨论。　　奥陌陌长约100米，长短轴比例为6：1~10：1，远远大于已知太阳系内小天体的长短轴比例，具有极其特殊的狭长外形。奥陌陌在运动过程中伴随着快速旋转，并且它的自转轴还不固定。　　最开始，天文学家希望利用观测的手段验证奥陌陌属于彗星的猜想。但是，他们调用了几乎所有的天文望远镜，都没有发现它有向外喷射气体和尘埃的迹象，从而推测奥陌陌是一颗小行星，而不是现有理论推测出来的彗星。　　2018年，人类派出了有史以来最大的太空红外望远镜斯皮策太空望远镜，试图再次捕捉奥陌陌的身影，却以失败告终。这位神秘来客，带着它的所有谜团，似乎就这么消失了。　　然而，好奇的天文学家可不会就此罢休。在奥陌陌消失两年后，关于它的形状和非引力加速度的谜团仍未解开，它的起源和成为星际天体的过程令天文学家们十分困惑，甚至还有科学家猜测奥陌陌与外星生物的存在有所关联。　　平凡里的不平凡　　“奥陌陌的光谱性质显示，它在原来的行星系统中曾经受到恒星的强烈热辐射。这个特征可以通过近距飞越恒星产生。而如此近距离的接触可能使得奥陌陌的母体被恒星的潮汐作用撕裂，并将奥陌陌甩出原系统。”论文第一作者与通讯作者张韵说，“正是这一个最平凡的性质启发了我们着手研究潮汐撕裂星际天体形成理论。”　　通过使用超级计算机对天体近距飞越恒星过程中的结构和热力学演化展开高分辨率的数值模拟研究，研究人员发现，恒星的潮汐力会将天体撕碎成许多的细长型碎片，同时潮汐作用可使部分碎片的速度增大至超过恒星的逃逸速度，使它们成为星际天体。　　这些碎片具有翻滚旋转的特征，长短轴的比例大多数高于5：1，有些甚至高于10：1。在潮汐撕碎过程中，这些碎片的表面因恒星炽热灼烤而熔化。当远离恒星时，熔化的表面重新凝结，使碎片的整体结构具有很强的黏结力，从而可以维持所形成的细长形状的结构稳定性。　　恒星的热辐射同时也会加热这些碎片内部，使得它们体内的可挥发性气体消耗殆尽。因此，它们的光谱性质具有小行星的特征，并失去了明显的彗星活动表现。　　耶鲁大学天文系教授格雷戈里·拉夫林评论称，这项研究非常巧妙地运用行星系统演化过程的普遍现象解释了奥陌陌所有的特征，显示了星际间物质扩散的高效性，为人类理解行星系统的形成和演化提供了关键线索。“由于这些星际天体在被甩出前反复经过原行星系统的宜居带，组成生命的有机物质可能通过这些天体在星际间传播。这为人类探索生命起源的奥秘提供了新的思路。”　　还有更多的“奥陌陌们”吗？　　通过分析可能的母体来源及数量分布，研究人员发现，从数千米直径的彗星到地球大小的行星，都有可能是类奥陌陌星际天体在被潮汐作用撕碎甩出前的母体，所产生的星际天体数量恰好可以解释奥陌陌的出现概率。　　“类似奥陌陌的星际天体穿越太阳系不应该是一个偶然事件。从概率上估计，每个太阳系周围的恒星系统平均至少产生百万亿数量级的类似星际天体，才能够解释奥陌陌闯入太阳系事件的发生概率。”张韵说。　　由于潮汐力的强度随着恒星密度的增大而增强，这种潮汐撕裂现象能够发生在密度较大的矮恒星附近。可对于太阳而言，其密度相对较低，不足以产生这样的现象，因此太阳系内并未发现类似奥陌陌的小天体。　　奥陌陌国际空间科学研究所共同负责人马修·奈特评价称：“在奥陌陌之后，我们不得不彻底改变自身对于星际天体的认知。这项研究提出的星际天体形成机制出色地解释了关于奥陌陌的所有谜团。我们期待在未来几年内会发现新的星际天体，看看它们是否具有类似奥陌陌的性质。这将是非常有趣的。如果是这样，则表明这个机制描述的过程是普遍的。”　　奈特的愿望也许在不远的将来就能实现。随着中国和国际上各个巡天望远镜的建设和投入使用，未来将会在太阳系内发现更多的星际天体。到那时，人类将会更深入地了解这些天体的性质，对星际天体的数量也会有更精确的评估。　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-020-1065-8　　（原载于《中国科学报》 2020-04-15 第1版 要闻)　　

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奥陌陌 - 知乎

奥陌陌 - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册奥陌陌奥陌陌（Oumuamua），小行星名，在夏威夷语中意为“远方的信使”。2017年10月19日，被科学家们发现。Oumuamua直径在百米级，以每秒26公里左右的速度从天琴座方向冲进太阳系，近乎与黄…查看全部内容关注话题​管理​分享​百科讨论精华视频等待回答详细内容简介奥陌陌（Oumuamua），小行星名，在夏威夷语中意为“远方的信使”。2017年10月19日，被科学家们发现。Oumuamua直径在百米级，以每秒26公里左右的速度从天琴座方向冲进太阳系，近乎与黄道面垂直。呈现一个雪茄状，大约长400米，宽40米，颜色偏红，具有固态表面，但是不能区分或岩石或金属构成。是人类首次在太阳系内发现系外天体。2017年11月6日，被国际天文联合会命名为1I/ʻOumuamua。奥陌陌的轨道发现2017 年的10月19日，在位于夏威夷毛伊岛上哈雷阿卡拉天文台（Haleakala Observatory)的泛星计划(Pan-STARRS)望远镜已经打开圆顶，准备开始晚上的巡天观测。泛星计划的一个重要目标就是监测近地天体。望远镜在进行全天的快速扫描之后，通过比较同一天区的不同时间图像，从而发现潜在的、新的近地天体。在发现可能的近地天体之后，进一步计算运行轨道，并对可能对地球造成危害的天体提前做出反应预警。望远镜的口径1.8m，尽管对于通用型望远镜而言不算很大，然而对于快速巡天这个项目而言，此口径已经算是巨大，和世界上其他的巡天项目相比，著名的帕洛玛暂现源星厂(PTF)项目使用的望远镜口径也只有1.2m。那个晚上的观测负责人是夏威夷大学天文系的博士后RobWeryk博士，对于观测他已经是非常熟悉，而且现有的观测程序都已经自动化，他所需要做的就是打开电脑，运行设定好的程序。如果有新的天体被发现，就会有提示信息。在开始观测不久，电脑信息就提示发现了一个可疑近地天体，对于已经发现了近1000颗近地天体的泛星计划而言，这早已是司空见惯，所以当新天体信息出现的时候，Weryk博士并没有太多的兴奋，只是按照固有的程序对数据重新查看了一下，确认是新的天体之后，又对之前的数据进行了查找,发现望远镜其实在前一天也看到了，只是在数据处理的过程当中被忽略掉了。通过这些数据,很快地对此天体的运动轨迹进行了估算，结果很是让他吃惊，从其运行轨迹来看，太像太阳系内天体的轨道，更有可能是来自于太阳系之外，他抑制不住的兴奋，还是按照工作流程迅速地将此天体的信息提交给了小行星中心(Minor Planet Center)。在接下来的几天，他又利用更大口径的加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT)进行了追踪观测，从而进一步确认了此天体的轨道非常极端：双曲线轨道偏心率达到了1.19，这是目前已知最高的。如此高的偏心率表明这是一个来自于我们太阳系之外的天体，是目前为止发现的第一个。另外加拿大-法国-夏威夷望远镜的观测表明此天体并没有晕，所以排除了是彗星的可能性。后续的更多观测对此天体的形状也做出了限制，发现它呈现一个雪茄状，大约长400m，宽40m，颜色偏红，具有固态表面，但是不能确定是岩石还是金属构成，而且对于它的形状也是让人非常困惑，因为到现在为止，还从来没有在太阳系内发现过此类形状的小行星。按照现有的观测和计算结果，此天体在2017年的9月9日达到了近日点，目前在以大约每秒40km的速度离开太阳系，并于11月1日，经过了火星轨道上空。因为此天体很小很暗，对它的观测将持续到12月中旬左右，在此之后，由于太暗的缘故，即使使用地球上最大口径的望远镜，也很难再观测到了。[1]尽管是第一次发现此类天体，然而科学家已经预期了很久。因为按照现有的行星理论，在巨行星向中心恒星移动的过程当中，会将一些小行星弹射出去，这些弹射出来的小行星在历经长时间的星际旅行之后，就有可能到达另外一个恒星系统。此类天体在太阳系内预计也有很多，但是由于太小而且距离地球太远的缘故，没有被我们看到。对于此次看到的小行星，根据它的轨迹结果，推断很可能是来自于天琴座方向。奥陌陌的想像图，这是人类确认发现的第一个来自太阳系外的实体访客命名作为首次发现的这种源自太阳系外的天体，不管是科学家还是大众,都是非常的兴奋。那么首先遇到的问题就是如何来命名这个天体？根据它的发现时间和类别，它被国际天文学联合会(Internatioanl Astronomical Union)给予了一个永久的科学名字1I/2017 U1，“1I”中的字母“I”代表了星际天体，“1”是此类天体中的第一个。当然，在大众传播的过程当中，昵称往往更容易为大众所记住，所以除科学名称之外，作为此天体的发现者，泛星计划望远镜的科学家们利用夏威夷当地的土语命名它为1I/ʻOumuamua，意思是“第一位来自远方的使者”。尽管此天体被美国科学家所发现，因为它奇特的形状，并来自于太阳系外，同样引起了很多中国科学家以及中国媒体和大众的关注，当然也引起了全国科学技术名词审定委员会天文学名词审定委员会(简称名词委) 一些委员的兴趣。委员们注意到，因为还没有标准的中文名，国内媒体在报道的时候，很多都采用了英文1I/ʻOumuamua的意译，翻译为“远方信使” 或者其他类似的名称为了更好地传播，名词委的部分专家呼吁尽快确定此天体的标准中文名称。在此建议之下，考虑到其原来的名字含义，很多委员提出自己的建议和理由。比如有委员提出“青鸟星”，也有委员提出“远方信使”，还有“远方客”“星际来客”“远游星”“访客星”等等。同为名词委委员的陈学雷老师另辟蹊径，建议可以音译，翻译成“奥陌陌”星:“奥”有神秘莫测之意，“陌”意味着远方的信使。此命名不仅可以保留原有的命名特色，而且其含义和原意也有符合，因而得到了绝大多数委员的赞同和支持。全国科学技术名词审定委员会天文学名词审定委员会公布“奥陌陌”为人类观测到的第一个来自太阳系以外的天体1I/ʻOumuamua的中文名称，借此公布于众。使用帕洛玛天文台的5米海尔望远镜拍摄的“奥陌陌”（中间亮点），可见其呈恒星状，并无彗尾观测特征当在夏威夷的Pan-STARRS-1 天文望远镜刚记录下奥陌陌轨道的时候，天文学家便发现它很快。2017年10 月19 日奥陌陌在距离太阳1AU 时，相对太阳的速度达到了惊人的49 公里/ 秒，按照轨道反推可得出奥陌陌在相对太阳的轨道近日点，大约地球时间2017 年9 月9 日时的相对太阳速度竟有87.71 公里/ 秒。如果这些数据难以提供直观感受，那你只需要知道以此速度计算奥陌陌相对太阳的轨道离心率是e=1.20，它是太阳系内所观测到所有天体速度最高的同时，也意味着奥陌陌有足够的速度离开太阳系进入星际空间。换句话说，相对太阳而言奥陌陌的轨道是双曲线轨道（类似上图蓝线），没有任何一个已知或者可能未知的太阳系内天体能凭借自身引力提供这样的轨道，它是人类观测到的太阳系第一个访客。“奥陌陌”（Oumuamua） 正是夏威夷语里斥候的意思，独特的编号也是“星际天体”（Interstellar）的首字母。随着越来越多的天文望远镜加入到奥陌陌的观测当中，这位星际访客却带来了更多的谜团。和太阳系内几乎所有天体一样，奥陌陌自身不发光，观测全部依赖反射的太阳光，但奥陌陌的亮度浮动很大，大得甚至有些令人难以置信。[2]相对太阳而言奥陌陌的轨道是双曲线轨道从奥陌陌亮度变化图中可以看出奥陌陌有近乎两倍的亮度变化奥陌陌亮度变化十分随意从纵轴中不难发现，奥陌陌有近乎两倍的亮度变化。就像一个物体正面和侧面的影子不同一样，不规则形状自旋的天体的反射光会有一定的浮动。但奥陌陌几乎两倍的亮度浮动意味着这是一颗至少长宽比超过10：1的天体，这在已知的天体形状中还是头一次。而比大幅度浮动更值得一提的是奥陌陌反射光浮动的不规则性。如图中这些五颜六色的圆点所示，奥陌陌亮度变化十分随意，整体而言只有大致趋势并无稳定规律。月球顺着稳定的轨道环绕地球所以才能看到有规律的“月有阴晴圆缺”，奥陌陌的不规则亮度浮动意味着它不仅在自旋，还在以大约7.3个小时的周期围绕着多个旋转轴“花式”翻滚着前行。从2017 年开始对奥陌陌持续一年的观测更进一步加深了其具体构成的谜团。细心的人应该已经发现，前文中一直以天体而不是彗星或者小行星称呼奥陌陌，这是因为就连天文学家也不确定奥陌陌到底是什么。彗星和小行星的最大区别在于前者由冰构成而后者主要由岩石和矿物构成，冰受到太阳辐射和太阳风的作用升华为气体释放，也就成了大家所熟悉的彗星长长的尾迹，天文学上称为彗尾，是区分小行星和彗星的一大特征。论证事实上由于早期观测没有发现奥陌陌有任何彗尾，其最早的编号为A/2017 U1，即小行星。不过随着研究的深入，天文学家发现奥陌陌离开太阳系的速度比预计的要略微快一些，也就是说它竟然“加速”了，而只依赖引力改变速度的小行星是无法办到的。同时斯皮策空间望远镜的观测将奥陌陌的大小进一步缩小到140~440 米之间，如果奥陌陌是一颗彗星，那么升华的气体便能像推进器一样为这颗质量不大的天体加速，足以解释其轨道和预计的不同。之前没有观测到彗尾或许是因为作为一颗可能已经在星际飞行数百万年的天体，奥陌陌的温度极低，太阳辐射加热缓慢导致气体释放量不大，难以发现。不过也有天文学家反对该理论，他们指出在2018 年7 月27 日发现非引力加速的轨道改变时奥陌陌已经越过了木星轨道。如果此等距离上的太阳辐射和太阳风都能造成气体释放，那么当奥陌陌在2017年9月9日通过距离太阳仅0.255AU 的轨道近日点时，其产生的彗尾应大到地球上都能肉眼观测到。要知道这个近地点距离比离太阳最近的水星的近日点距离还要小17%，而水星白天赤道温度可达430° C。因此奥陌陌还是小行星，只是其特殊的形状形成了天然的“太阳帆”，太阳光的辐射压对表面积大的奥陌陌形成了天然的微小推力，长时间后便产生了轨道变化。鉴于两种理论都有非常令人信服的证据但也都有待论证，既然天然形成无法解释，那么剩下的只可能是人工制造，奥陌陌是外星文明探测器的理论应运而生。这为奥陌陌带来了很多关注度。不过外星文明理论并非完全的臆想，也有些许的科学依据。人工探测器可以解释奥陌陌奇葩的拉长外型和神秘的非引力加速，同时也能解释奥陌陌近距离飞掠太阳的轨道，尤其是近距离飞掠地球的轨道。如果作为一个想“考察”太阳系的外星文明，毫无疑问会选择一条能观测到恒星（太阳）本身，并能观测到恒星宜居带行星（地球）的轨道。当然这个“距离”是相对的，奥陌陌最近时距离地球也有0.16AU，即24180000 公里，是地月平均距离的63倍。不过外星探测器的理论也有自身的问题，首先便是以人类发射的外太空探测器为例，探测器只会以一个自转轴自旋稳定，而不是像奥陌陌那样翻滚。不规则的自旋不利于维持轨道的稳定，也不利于天体的观测和信息传输。专门寻找外星文明的SETI（Search forExTraterrestrial Intelligence）研究协会也对奥陌陌进行了观测，但哪怕利用绿岸射电望远镜，这个全世界最大的全动式射电望远镜，到现在为止也还没有在1Hz 到12GHz 的电磁频率内检测到任何奥陌陌发射或接收的无线电讯号。哪怕奥陌陌真的是外星文明的探测器，它也是一个被废弃许久或已失去联系很长时间的探测器。太阳系的第一位外来访客正在以惊人的速度离我们而去，现在就连斯皮策太空望远镜都已经无法发现它微小的身躯，预计奥陌陌在2019年1月便会跨过土星轨道，而后2022年跨过海王星轨道，彻底消失在深空。除非在未来能有深空探测器追上这位访客，围绕着奥陌陌的谜团还会持续很长时间。不过不用担心，哪怕你坚信奥陌陌是外星文明的探测器，以现在相对太阳每秒26.33 公里的速度，奥陌陌要彻底离开太阳系还需大约2万年。评价马里兰大学的天文学家马修·奈特说：“我们只有几个星期，在几乎没有任何计：情况下进行观察。每个人都试图从我们作为一个社区所能收集数据中，榨取最后一点有价值的信息。”如果能在早些时候发现奥陌陌，或者飓风“玛利亚”没有刮走波多黎各的阿雷西博天文台，那么天文学家就会有更好的条件来进行观测。虽然奥陌陌是第一个来自太阳系游客，但天文学家很快就会有更多待解决的问题。据估计，大型天气调查望远镜计划于2021年在智利进行“第一次探照”，它可以在10年内每年发现一个这样的物体。“我希望奥陌陌带回家的是行星系统的成长和发展。它们在整个银河系中创造了数万亿个小星子，其中有一些会偶尔来探访我们，”班尼斯特博士说，“我们的星子毫无疑问也会访问其他星星。”百科摘录2「奥陌陌」是一颗什么天体，如何被发现并命名的，有哪些运行规律？下的回答内容摘录一桶胡不胡奥陌陌（Oumuamua），小行星名，（2018年自然杂志刊登一研究表明oumuamua其实是彗星）在夏威夷语中意为“远方的信使”。2017年10月19日，被科学家们发现。Oumuamua直径在百米级，以每秒26公里左右的速度从天琴座方向冲进太阳系，近乎与黄道面垂直。[1]呈现一个雪茄状，大约长400米，宽40米，颜色偏红，具有固态表面，但是不能区分或岩石或金属构成。是人类首次在太阳系内发现系外天体。[2]2017年11月6日，被国际天文联合会命名为1I/ʻOumuamua。[3]看山看水不如看我 摘录于 2020-11-16「奥陌陌」是一颗什么天体，如何被发现并命名的，有哪些运行规律？下的回答内容摘录simple傻乎乎奥陌陌（陆译“奥陌陌”，台译“斥候星”，港译“首使星”） 是已知的第一颗经过太阳系的星际天体。它于2017年10月18日（UT）在距离地球约0.2 AU（30,000,000 km；19,000,000 mi）处被泛星1号望远镜发现，并在极端双曲线的轨道上运行。起初它被认为属于一颗彗星，但经过长时间观测研究后后，发现其不具有彗发构造，也不是小行星。

依据最初二个星期的观测，2017 U1的轨道离心率是1.1922 ± 0.00268，是在已知在太阳系内天体第二高的；目前的纪录是鲍里索夫彗星的约为3；之前的纪录是C/1980 E1的1.057。以如此高的离心率进入，显示它必然是一颗星际天体，会不受太阳引力的约束，以高离心率离开太阳系。枼家三小姐 摘录于 2020-12-30浏览量25.7 万讨论量195  帮助中心知乎隐私保护指引申请开通机构号联系我们 举报中心涉未成年举报网络谣言举报涉企侵权举报更多 关于知乎下载知乎知乎招聘知乎指南知乎协议更多京 ICP 证 110745 号 · 京 ICP 备 13052560 号 - 1 · 京公网安备 11010802020088 号 · 京网文[2022]2674-081 号 · 药品医疗器械网络信息服务备案（京）网药械信息备字（2022）第00334号 · 广播电视节目制作经营许可证:（京）字第06591号 · 服务热线：400-919-0001 · Investor Relations · © 2024 知乎 北京智者天下科技有限公司版权所有 · 违法和不良信息举报：010-82716601 · 举报邮箱：jubao@zhihu.

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正在离开太阳系的奥陌陌，为何突然加速？经过两年研究得到结果 - 知乎切换模式写文章登录/注册正在离开太阳系的奥陌陌，为何突然加速？经过两年研究得到结果ZANGJIANSHU奥陌陌，乍一听名字会觉得它很可爱，但它可不仅可爱那么简单。奥陌陌是一颗来自太阳系之外的天体，2017年，一颗神秘的星球出现在了人们的视野范围内，它正以每秒钟26公里的速度向太阳系飞奔而来。因为它的速度非常快，超过了宇宙第三速度，同时还有着很高的轨道离心率，所以人们估计它会在2020年的时候穿过海王星的飞行轨道，然后飞向太阳系之外的宇宙。科学家们通过长时间的观测和研究，根据它的飞行方位和速度来看，发现它很有可能是从距离地球很遥远的恒星系来的，原本在恒星系的奥陌陌大约在4000万年前被恒星系中的一颗行星给弹射了出去。它在宇宙中经过漫长的旅程，然后来到了太阳系，进入了人们的视野之中。发现奥陌陌以后，专业的科研人员对它进行了详细的观测和研究。它最神秘的地方就是它的飞行速度和形状，它在刚开始被人们发现的时候，它的速度每秒钟能够达到26公里，之后它的速度又开始加快，每秒钟达到了49.7公里。速度已经如此快的它在接近近日点的时候，速度又一次发生改变，最快速度达到了每秒钟87公里。人们本以为它在接近太阳的时候是受到了太阳引力的作用才开始加速，但是随后人们发现，它离太阳距离稍远一点以后它的速度依旧在增加。这就像是人们把一个小球向上抛起一样，抛起的小球会因为地球引力的作用，开始慢慢减速，然后回到地面上来。但是如果小球一直都是在做加速运动，那么这个小球就会受到除了它本身之外的力，这样会促使它的速度得到提升，然后一直向前。而奥陌陌就是像这个小球一样，它们是相同的道理，奥陌陌在背对着太阳飞行的时候，速度在加快。对此科学家给出的解释有两种，第一种就是太阳的光照射的时候会让奥陌陌的表层产生水蒸气，而这些水蒸气在推动着它的运动，第二种解释就是引力弹弓的加速运动。但是不管怎样，速度如此之快的它最终还是要飞向更加遥远的宇宙，不会在太阳系作过多的停留。奥陌陌同样让人们感到好奇的还有它的形状，据科学家的观测得知，奥陌陌的形状就像是一只雪茄，它的长度还不到400米，并且直径只有40米。这种形状不像是一个小行星，更加像是人们常看的科幻电影中的星际飞船。人类也有一个能够像奥陌陌一样飞出太阳系的探测器，它就是旅行者一号，现在它在距离地球220亿公里之外的地方，它的速度已经超过了宇宙第三速度，所以它是可以飞出太阳系，然后走向更遥远的宇宙的。但是按照它现在的速度，想要飞出宇宙，还需要很久很久。而奥陌陌也是一样的，它要飞出太阳系之外，还需要很长的时间，这对它来说是一段漫长的旅程，但等它飞出太阳系以后，人们将再也无法探测到它的身影。编辑于 2021-12-11 18:20奥陌陌​赞同 11​​添加评论​分享​喜欢​

太阳系首位远方之客——Oumuamua奥陌陌 - 知乎

太阳系首位远方之客——Oumuamua奥陌陌 - 知乎切换模式写文章登录/注册太阳系首位远方之客——Oumuamua奥陌陌孑然​宇宙野史 2017年底，《自然》（Nature）杂志发布了一则小天体来访的消息：“一个极其细长的暗红色星际小行星短暂造访”，文章的作者是凯伦•米奇（Karen J.Meech）、罗伯特•沃利克（Robert Weryk）及其团队其他同事。 2017年10月19日，美国国家航天局（NASA）从位于夏威夷的泛星巡天望远镜发现了一颗轨道奇特的天体。数据分析，该小天体应来自太阳系之外！这无疑是又一个历史性的记载，人类首次在太阳系内发现了系外天体，由此，人们的好奇与疑问也在暴涨。本篇集各权威资料来源，对该天体的信息进行汇总和梳理。一、身世之谜：彗星？小行星！ 面对这位稀客，我们已经迫不及待想要知道它的真面目了。那么，它究竟是什么性质的天体呢？我们须知，彗星是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特外貌。彗核由冰物质组成，所以彗星在接近恒星时物质升华，产生了我们看到的彗发和彗尾。彗星是我们的老朋友，所以当罗伯特•沃利克发现了这颗小天体时，也判断它是一颗新的彗星。 后来，沃利克及其团队又对这颗小天体进行了多天的观测和分析计算，发现此天体有着一种及其扁长的双曲线轨道，且偏心率达1.2，超过了以往任何一颗彗星，包括此前轨道偏心率的最高记录保持者：于1980年2月11日发现的C/1980 E1彗星（鲍威尔彗星），它同样拥有一条双曲线轨道，但偏心率仅1.066。因为极高的偏心率，该天体应是一个非周期彗星（出现、离去之后不再返回的彗星）。经过一些世界上威力最强大的望远镜的连续捕捉观测，2017年10月25日，米奇和沃利克通过史密松天体物理台的“IAU小行星中心电子公告”发布了发现一颗新彗星的消息，并赋予了它一个临时性的彗星编号：C/2017 U1。然而在同一天，位于智利的欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）的照片显示，“新彗星”C/2017 U1不具有“彗发”，未见彗星活动的迹象。 据轨道计算，该天体在2017年9月9日已经经过近日点，距离太阳仅0.255天文单位（约3800万千米），仍未观测到彗发，呈恒星状亮点，说明该天体并非彗星，而是一颗具有小行星特征的天体。A/2017 U1在近日点附近时的双曲线轨道，图源：Wikipedia “Oumuamua”于是在当日晚些时候（2017Oct.25,22:22UT），该天体的名称前缀更改为A/，A为小行星（Asteroid）的代号。这就是小行星A/2017 U1，11月6日，国际天文联合会将该小天体命名为1I/ʻOumuamua。夏威夷语含义是“第一位来自远方的使者”。I是专为它新设的星体编号，意为星际天体（Interstellar object）。 2017年11月22日下午，我国科学技术名词审定委员会天文学名词审定委员会的委员们对“'Oumuamua”的中文译名进行了认真商议，最终采取音译“奥陌陌星”：一方面保留了“'Oumuamua”原名的发音的文化特色，一方面中文的“奥”有神秘莫测之意，而“陌”也有远方的来客的含义。第二天他们在有关媒体公布：以“奥陌陌”作为第一个恒星际小天体“1I/2017 U1（'Oumuamua）”的正式中文名称。“奥陌陌”之名已传遍世界。二、来龙去脉以下内容引自《奥陌陌——突访太阳系的首位外星客》，作者：刘炎。 根据观测资料和轨道推算，“奥陌陌”在星空背景上的移动路径如图图片来源：Wikipedia：“Oumuamua” 2017年10月19日，当泛星巡天望远镜刚发现这位“不速之客”时，它在鲸鱼座和双鱼座的边界附近，距离地球只有0.22天文单位（约3300万千米）。 奥陌陌从黄道面之上进入太阳系，太阳的引力使它加入到最快确保87.71km/s，穿越黄道面后，于2017年9月6日急转弯向上，9月9日到达最接近太阳的位置，距离仅为0.255天文单位（约3810万千米），比水星最接近太阳的位置还要近约17％。此后它开始飞离太阳系，航向偏离它进入太阳系时的方向约66°。图源：Wikipedia “Oumuamua” 2017年10月14日，奥陌陌从地球轨道的下方穿过，其时距离地球最近，仅0.1616天文单位（约2418万千米）。10月16日回到黄道面的上方，11月1日在火星轨道上方越过。此后，将在2018年5月越过木星的轨道，2019年1月越过土星的轨道，2022年越过海王星的轨道。 奥陌陌在飞越地球轨道时，速度已经下降到49.67km/s，不过仍高于在地球轨道距离上的太阳系的逃逸速度（42.1km/s），最终必然要飞离太阳系。 在飞离太阳系时，它的视位置大约是在飞马座中赤经23h51m、赤纬24°45'的方向，速度将不断减慢到最后的26.33km/s，与它进入太阳系前的速度相同。然后以这个速度约2万年后脱离太阳系。以上结论都是依据轨道分析得到，在2017年12月以后，奥陌陌变得越来越暗，最大的空间望远镜也无法观测。但是我们已经取得的资料相当精确，只有没有重大误差，对于奥陌陌轨道分析所得的结论都是可信的，而这些结论也都得到了全世界天文学界的最高权威机构——国际天文学联合会（IAU）的认可。三、部分细节补充 1.根据研究，奥陌陌的亮度在2017年10月下旬三天中有着大约2.5星等的大范围变化，变化周期约7.3h。一般认为亮度的大范围变化主要是由于这个小天体具有非常拉长的形状。 2.光变周期为7.3h，这意味着小天体有着周期为7.3h的自转。 3.光变的亮度变化达十倍，即2.5星等，意味着小天体的长宽比也约为10，它的长度是横截面尺度的十倍，是一个“雪茄”状的客体。艺术家描绘想象中的Oumuamua，图源：Wikipedia “Oumuamua” 4.对于大致是椭球形状的小天体，较普遍的自转情况是绕短轴自转，因为绕短轴自转比较稳定，且离心力作用可以使天体的形状更“扁”。由此，奥陌陌只能也是绕短轴自转，因为若绕着长轴自转，就像棉花糖不断绕在木签上，光变的亮度起伏不可能有十倍之大，这进而意味着，小天体不是平稳的绕着长轴旋转，它的前进运动似乎是一种“翻跟头”式的翻滚。“翻跟头”前进的奥陌陌，右边是其光变曲线。图源：Wikipedia “Oumuamua” 5.奥陌陌的表面呈暗红色，应是由于被母恒星系统驱逐，受到恒星际空间宇宙线辐射的亿万年照射轰击。四、星际间的问候 在恒星际空间，有一些恒星不受引力的小天体被称为“星际小天体”，分为星际小行星和星际彗星。对于星际小行星的存在，我们在奥陌陌之前，一直处于理论阶段。 现在基本可以确定，奥陌陌来自另一个恒星系统，它带有其母恒星系统的种种信息，为我们研究太阳系外的恒星和行星系统提供了独特的样本。而我们所在的太阳系的起源和和演化，也会在像奥陌陌一样的星际小天体上被我们有所窥见。日月变换，斗转星移，我们对奥秘的渴望从未消失。奥陌陌如宇宙的赠礼，在我们未涉足远方之际，它便不请自来，给予了我们更多的启发。在未来，人类天文向深空的探索将不断推进，让我们深知“天外有天”。资料来自：1.Wikipedia：“Oumuamua”2.《奥陌陌——突访太阳系的首位外星客》作者：刘炎发布于 2018-10-07 15:51​赞同 14​​10 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

科学家破解首位“星际访客”之谜----中国科学院

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科学家破解首位“星际访客”之谜

2023-03-24

中国科学报 文乐乐

【字体：大 中 小】

语音播报

　　它是小行星、彗星，还是外星人的飞船？多年来，天文学家一直对奥陌陌感到困惑。这是一个400米长的神秘天体，于2017年进入太阳系。以前从未有这样的天体从太阳系外造访我们。这个闯入者移动得很快，以至于无法被太阳所束缚。科学家将其命名为奥陌陌，它看起来像一颗小行星，但表现却像一颗彗星。

　　现在，研究人员表示，奥陌陌肯定是一颗彗星，尽管它的构成不同寻常。“我们可以解释很多奇怪的现象。”领导这项研究的美国加利福尼亚大学伯克利分校化学家 Jennifer Bergner说。3月23日，相关研究发表于《自然》。

　　未参与该研究的欧空局天文学家Marco Micheli认为，这项研究提供了“迄今为止最有说服力的模型”。他说，奥陌陌实际上与太阳系的彗星没有太大区别。

　　奥陌陌于2017年10月19日首次被发现。夏威夷的一架望远镜在奥陌陌经过太阳时发现了它，它的最高速度达到87公里/秒——这个速度太快了，表明它不可能来自太阳系。天文学家将该天体命名为1I/2017 U1（奥陌陌），夏威夷语中意为“第一个到达的远方信使”。

　　美国宇航局的哈勃望远镜和斯皮策望远镜发现，奥陌陌呈奇怪的细长雪茄状，长度在100米至400米之间。当它离开太阳系时，速度略有加快。Micheli解释说，彗星在被释放的物质反冲时可能会发生这种情况。然而，奥陌陌没有这样的喷射物——周围没有可见的尘埃和彗发，也没有彗尾，而这些都是彗星应有的特征。

　　Bergner和她的同事、康奈尔大学天文学家Darryl Seligman认为，他们现在可以解释发生了什么。模型显示，奥陌陌在被抛出来前，可能是一颗普通的富含水分的彗星。他们发现，由超新星和其他高能事件释放的遍布银河系的高能宇宙射线，可能会将奥陌陌30%的水冰变成氢，而氢可能在奥陌陌穿越星际空间时被“困”在冰中。

　　当奥陌陌接近太阳时，前者会释放被捕获的氢，使移动速度加快。但是氢分子的质量要比一般彗星释放的一氧化碳或二氧化碳小得多，因此没有足够的动能吸引大量的尘埃，这就解释了奥陌陌没有彗发或彗尾的原因。

　　此前，研究人员认为奥陌陌可能是一颗小行星，甚至是在尘埃和气体组成的寒冷星际云中形成的一块氢冰碎片。Seligman在2020年提出了这一观点，现在他更倾向它是彗星。“这个理论解释了奥陌陌每一个奇怪的方面。”他说，“这正是大家所期望的星际彗星。”

　　英国贝尔法斯特女王大学天文学家Alan Fitzsimmons说，这项工作很好地解释了奥陌陌到底是什么。

　　然而，夏威夷大学马诺阿分校天文学家Karen Meech没有排除一种更简单的解释。她表示，“我仍然觉得一个普通的彗星模型是可以用来解释奥陌陌的”，并指出这个天体可能只有少量的尘埃。“但我认为这是一个有创造性的模型，也许是对的。”

　　如今再没有望远镜能研究奥陌陌了。这个天体已经越过了海王星的轨道，正在离开太阳系。“我们永远不会知道这个天体的真正身份。”Bergner说。

　　科学家预计会有更多类似的天体出现。即将开始的“彗星拦截器”任务将停留在月球以外的轨道上，以便星际天体飞越太阳系时发现它们。Bergner表示，“希望我们能够为下一场角逐做好准备”。

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05687-w

　　它是小行星、彗星，还是外星人的飞船？多年来，天文学家一直对奥陌陌感到困惑。这是一个400米长的神秘天体，于2017年进入太阳系。以前从未有这样的天体从太阳系外造访我们。这个闯入者移动得很快，以至于无法被太阳所束缚。科学家将其命名为奥陌陌，它看起来像一颗小行星，但表现却像一颗彗星。　　现在，研究人员表示，奥陌陌肯定是一颗彗星，尽管它的构成不同寻常。“我们可以解释很多奇怪的现象。”领导这项研究的美国加利福尼亚大学伯克利分校化学家 Jennifer Bergner说。3月23日，相关研究发表于《自然》。　　未参与该研究的欧空局天文学家Marco Micheli认为，这项研究提供了“迄今为止最有说服力的模型”。他说，奥陌陌实际上与太阳系的彗星没有太大区别。　　奥陌陌于2017年10月19日首次被发现。夏威夷的一架望远镜在奥陌陌经过太阳时发现了它，它的最高速度达到87公里/秒——这个速度太快了，表明它不可能来自太阳系。天文学家将该天体命名为1I/2017 U1（奥陌陌），夏威夷语中意为“第一个到达的远方信使”。　　美国宇航局的哈勃望远镜和斯皮策望远镜发现，奥陌陌呈奇怪的细长雪茄状，长度在100米至400米之间。当它离开太阳系时，速度略有加快。Micheli解释说，彗星在被释放的物质反冲时可能会发生这种情况。然而，奥陌陌没有这样的喷射物——周围没有可见的尘埃和彗发，也没有彗尾，而这些都是彗星应有的特征。　　Bergner和她的同事、康奈尔大学天文学家Darryl Seligman认为，他们现在可以解释发生了什么。模型显示，奥陌陌在被抛出来前，可能是一颗普通的富含水分的彗星。他们发现，由超新星和其他高能事件释放的遍布银河系的高能宇宙射线，可能会将奥陌陌30%的水冰变成氢，而氢可能在奥陌陌穿越星际空间时被“困”在冰中。　　当奥陌陌接近太阳时，前者会释放被捕获的氢，使移动速度加快。但是氢分子的质量要比一般彗星释放的一氧化碳或二氧化碳小得多，因此没有足够的动能吸引大量的尘埃，这就解释了奥陌陌没有彗发或彗尾的原因。　　此前，研究人员认为奥陌陌可能是一颗小行星，甚至是在尘埃和气体组成的寒冷星际云中形成的一块氢冰碎片。Seligman在2020年提出了这一观点，现在他更倾向它是彗星。“这个理论解释了奥陌陌每一个奇怪的方面。”他说，“这正是大家所期望的星际彗星。”　　英国贝尔法斯特女王大学天文学家Alan Fitzsimmons说，这项工作很好地解释了奥陌陌到底是什么。　　然而，夏威夷大学马诺阿分校天文学家Karen Meech没有排除一种更简单的解释。她表示，“我仍然觉得一个普通的彗星模型是可以用来解释奥陌陌的”，并指出这个天体可能只有少量的尘埃。“但我认为这是一个有创造性的模型，也许是对的。”　　如今再没有望远镜能研究奥陌陌了。这个天体已经越过了海王星的轨道，正在离开太阳系。“我们永远不会知道这个天体的真正身份。”Bergner说。　　科学家预计会有更多类似的天体出现。即将开始的“彗星拦截器”任务将停留在月球以外的轨道上，以便星际天体飞越太阳系时发现它们。Bergner表示，“希望我们能够为下一场角逐做好准备”。　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05687-w

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责任编辑：梁春雨

我国科学家实现量子纠错新突破

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国家天文台联合揭示星际来客“奥陌陌”起源--中国科学院国家天文台

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中国科学院国家天文台（简称“国家天文台” ）成立于2001年4月，是由中国科学院北京天文台（ 1958年成立） 、云南天文台（ 1972年成立，其前身是原“中央研究院”天文研究所1938年迁至昆明建设的“凤凰山天文台” ） 、南京天文光学技术研究所（ 2001年成立。其前身是1958年成立的南京天文仪器研制中心科研部分和高技术镜面实验室） 、乌鲁木齐天文站（ 1987年更为此名，其前身是1957年成立的乌鲁木齐人造卫星观测站）和长春人造卫星观测站（ 1957年成立）等两台一所两站整合而成。

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中国科学院国家天文台（以下简称国家天文台）成立于2001年4月，是适应国家基础研究工作的需求，在中国科学院知识创新工程试点工作中组建的由中国科学院天文领域原四台三站一中心撤并整合而成的事业单位。国家天文台融入了原北京天文台，由总部及4个直属单位组成，总部位于北京，直属单位分别是云南天文台、南京天文光学技术研究所、乌鲁木齐天文站和长春人造卫星观测站。同时，国家天文台是我国天文领域的归口单位，统筹安排我国天文学科发展布局，统筹管理大中型观测设备运行和基地运行，统一组织承担国家级大科学工程建设项目，负责科研工作的宏观协调和指导，统筹优化资源和人员配置。

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国家天文台联合揭示星际来客“奥陌陌”起源

发布时间：2020-04-14

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　　人类确认发现的第一个星际天体奥陌陌的起源刚被揭晓。 

　　北京时间4月13日，国际学术期刊《自然·天文》(Nature Astronomy) 在线发布了中国科学院国家天文台张韵博士与美国加州大学圣克鲁兹分校林潮教授的研究论文，揭示了这类星际天体的形成机制和成为星际天体的过程。论文提出的新模型表明奥陌陌可能是被原行星系统中恒星的潮汐作用撕碎并甩出的碎片，数值模拟结果首次全面系统地复现了奥陌陌的所有特征。 

　　2017年10月，天文学家发现了一颗闯入太阳系的系外小天体，国际天文学联合会将其命名为“奥陌陌”(1I/‘Oumuamua)。作为人类观测到的首个星际天体，奥陌陌的到来引起了全球广泛关注。与此同时，奥陌陌独特的性质也引发了学术界对原有星际天体形成和演化机制的重新讨论。奥陌陌长约为100米，长短轴的比例为6:1–10:1，远远大于已知太阳系内小天体的长短轴比例，具有极其特殊的狭长外形。奥陌陌在运动过程中伴随着快速旋转，并且它的自转轴不固定。 

　　在奥陌陌被发现之前，现有的行星系统理论认为彗星更容易被其原有行星系统甩出，并且由于彗星比同尺寸的小行星更为明亮，可观测到的星际天体应多为彗星。因此，天文学家希望利用观测的手段验证奥陌陌属于彗星的猜想。但是，即便调用了几乎所有的天文望远镜，人们都没有发现它有向外喷射气体和尘埃的迹象，从而推测奥陌陌是一颗小行星而非彗星。然而在对奥陌陌轨道数据进行统计研究后发现，只有引入一个相当大的非引力项才能使其轨迹得到合理解释。彗星的向外喷气行为能够提供这样的一个非引力加速度，但这似乎不能解释拥有小行星外表的奥陌陌。而因太阳光压作用引起的非引力加速度仅对具有超大面积-质量比的物体才有效——这需要奥陌陌具有超乎寻常的疏松结构。在奥陌陌消失两年后，关于它的形状和非引力加速度的谜团仍未解开，它的起源和成为星际天体的过程令天文学家们十分困惑，甚至有科学家猜测奥陌陌与外星生物存在有所关联。 

　　上：艺术家描绘的奥陌陌（来源：ESO/M. Kornmesser）；下：张-林数值模拟得到的奥陌陌（来源：国家天文台/张韵） 

　　“奥陌陌的光谱性质显示它在原来的行星系统中曾经受到恒星的强烈热辐射，这个特征可以通过近距飞越恒星产生，而如此近距离的接触可能使得奥陌陌的母体被恒星的潮汐作用撕裂，并将奥陌陌甩出原系统，”论文第一作者与通讯作者张韵谈到，“正是这一个最平凡的性质启发了我们着手研究潮汐撕裂星际天体形成理论”。通过使用超级计算机对天体近距飞越恒星过程中的结构和热力学演化展开高分辨率的数值模拟研究，他们发现恒星的潮汐力会将天体撕碎成许多的细长型碎片，同时潮汐作用可使部分碎片的速度增大至超过恒星的逃逸速度，使它们成为星际天体。这些碎片具有翻滚旋转的特征，长短轴的比例大多数高于5:1，有些甚至能够高于10:1。在潮汐撕碎过程中，这些碎片的表面因恒星炽热灼烤而融化。当远离恒星时，融化的表面重新凝结使得碎片的整体结构具有很强的粘结力，从而可以维持所形成的细长形状的结构稳定性。恒星的热辐射同时也会加热这些碎片内部，使得它们体内的可挥发性气体（如一氧化碳等）大量消耗殆尽。因此，它们的光谱性质具有小行星的特征并失去了明显的彗星活动表现。同时，热力学分析显示，一些升华温度较高的可挥发性物质（如水冰等）能够在地下数十厘米处保存完好。在奥陌陌的太阳系短途旅行中，这些剩余的水冰可被太阳的热辐射激活喷发，提供了所观测到的非引力加速度。由于潮汐力的强度随着恒星密度的增大而增强，这种潮汐撕裂现象能够发生在密度较大的矮恒星附近。而对于太阳而言，其密度相对较低，不足以产生这样的现象，因此太阳系内并未发现类似奥陌陌的小天体。 

　　近距飞越恒星潮汐撕裂过程（来源：国家天文台/张韵） 

　　“类似奥陌陌的星际天体穿越太阳系不应该是一个偶然事件，从概率上估计，每个太阳系周围的恒星系统平均至少可以产生百万亿数量级的类似星际天体，才能够解释奥陌陌闯入太阳系事件的发生概率。”张韵补充道。通过分析可能的母体来源及数量分布，他们发现从数千米直径的彗星到地球大小的行星均有可能是类奥陌陌星际天体在被潮汐撕碎甩出前的母体，所产生的星际天体数量恰好可以解释奥陌陌的出现概率。 

　　随着我国和国际上各个巡天望远镜的建设和投入使用，未来将会在太阳系内发现更多的星际天体，到那时，我们将会更深入地了解这些天体的性质，对星际天体的数量有着更精确的评估。奥陌陌国际空间科学研究所共同负责人马修·奈特评价道：“在奥陌陌之后，我们不得不彻底改变我们对于星际天体的认知。这项研究提出的星际天体形成机制出色地解释了关于奥陌陌的所有谜团，我们期待在未来几年内会发现新的星际天体，看看它们是否具有类似奥陌陌的性质将是非常有趣的。 如果是这样，则可能表明这个机制描述的过程是普遍的”。 

　　耶鲁大学天文系教授格雷戈里·拉夫林表示，这项研究非常巧妙地运用行星系统演化过程的普遍现象解释了奥陌陌所有的特征，显示了星际间物质扩散的高效性，为人类理解行星系统的形成和演化提供了关键线索。由于这些星际天体在被甩出前反复经过原行星系统的宜居带，组成生命的有机物质可能通过这些天体在星际间传播，为人类探索生命起源的奥秘提供了新的思路。

　　艺术家描绘的奥陌陌潮汐撕裂形成过程（来源：北京天文馆/喻京川） 

 

 

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首位“星际访客”奥陌陌形成谜团揭开----中国科学院

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首位“星际访客”奥陌陌形成谜团揭开

2020-04-14

科技日报 张梦然

【字体：大 中 小】

语音播报

研究团队分析“星际访客”奥陌陌。图片来源：《自然·天文学》杂志

　　英国《自然·天文学》杂志10日发表的一项研究指出，“星际访客”奥陌陌是一个行星天体的碎块，这个行星天体可能因为靠着寄主星太近，被寄主星的潮汐力撕裂。这一发现或能解释奥陌陌的一些独有特性，包括其不寻常的扁长外形，缺乏雾状的彗发，以及在飞掠太阳时所受到的非引力。

　　奥陌陌是人类确认的“拜访”太阳系的第一个星际天体。但令天文学家无奈的是，奥陌陌运动速度和亮度凭现有技术都难以捕捉，只能得到一个粗略的光谱，也没有物体反射率的详细信息。奥陌陌外形和运行轨迹也不同于太阳系小行星或彗星。科学家原本预计，奥陌陌的外形应该类似彗星，但初步观测显示，奥陌陌的外形更像小行星，且找不到有彗星活动的证据。奥陌陌还有一系列不同寻常的特征，也很难在模型中重现出来。

　　法国国家科研中心、拉格朗日实验室科学家张韵和林潮此次提出了一个统一的形成理论，来解释奥陌陌的罕见特征。研究团队利用一个前沿模型模拟了对靠近其恒星旋转的母体的潮汐破坏能力。模型表明，如果母体离恒星的距离在几十万千米之内，就会在恒星潮汐的作用下扭曲，然后瓦解。母体随即会产生非常扁长的转动碎块，这些碎块有足够的动能，可以逃离这个行星系统。母体的表面会变得非常热，大部分挥发性物质都会蒸发；但研究人员认为，其更深层可能保留了水，而奥陌陌多孔表面所出现的蒸发现象，或能解释科学家在奥陌陌飞掠太阳时观测到的非引力加速度。

　　研究人员认为，奥陌陌的前身天体可能是一个千米大小的星子（行星的前身），或是靠近恒星的一颗岩质超级地球，最初绕着一颗低质量恒星或白矮星旋转。

　　研究团队分析“星际访客”奥陌陌。图片来源：《自然·天文学》杂志　　英国《自然·天文学》杂志10日发表的一项研究指出，“星际访客”奥陌陌是一个行星天体的碎块，这个行星天体可能因为靠着寄主星太近，被寄主星的潮汐力撕裂。这一发现或能解释奥陌陌的一些独有特性，包括其不寻常的扁长外形，缺乏雾状的彗发，以及在飞掠太阳时所受到的非引力。　　奥陌陌是人类确认的“拜访”太阳系的第一个星际天体。但令天文学家无奈的是，奥陌陌运动速度和亮度凭现有技术都难以捕捉，只能得到一个粗略的光谱，也没有物体反射率的详细信息。奥陌陌外形和运行轨迹也不同于太阳系小行星或彗星。科学家原本预计，奥陌陌的外形应该类似彗星，但初步观测显示，奥陌陌的外形更像小行星，且找不到有彗星活动的证据。奥陌陌还有一系列不同寻常的特征，也很难在模型中重现出来。　　法国国家科研中心、拉格朗日实验室科学家张韵和林潮此次提出了一个统一的形成理论，来解释奥陌陌的罕见特征。研究团队利用一个前沿模型模拟了对靠近其恒星旋转的母体的潮汐破坏能力。模型表明，如果母体离恒星的距离在几十万千米之内，就会在恒星潮汐的作用下扭曲，然后瓦解。母体随即会产生非常扁长的转动碎块，这些碎块有足够的动能，可以逃离这个行星系统。母体的表面会变得非常热，大部分挥发性物质都会蒸发；但研究人员认为，其更深层可能保留了水，而奥陌陌多孔表面所出现的蒸发现象，或能解释科学家在奥陌陌飞掠太阳时观测到的非引力加速度。　　研究人员认为，奥陌陌的前身天体可能是一个千米大小的星子（行星的前身），或是靠近恒星的一颗岩质超级地球，最初绕着一颗低质量恒星或白矮星旋转。　　

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「奥陌陌」是一颗什么天体，如何被发现并命名的，有哪些运行规律？ - 知乎

「奥陌陌」是一颗什么天体，如何被发现并命名的，有哪些运行规律？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册知识库天文学行星太阳系十万个是什么「奥陌陌」是一颗什么天体，如何被发现并命名的，有哪些运行规律？它的发现有什么意义？显示全部 ​关注者168被浏览188,976关注问题​写回答​邀请回答​好问题 16​添加评论​分享​35 个回答默认排序笠道梓​物理学话题下的优秀答主​ 关注关于发现和命名已经有很好的回答了，不再赘述。有必要补充的是，通过数值模拟，我们现在已经对Oumuamua的起源和演化有了远为充分的了解，相关工作[1]今年4月13日发表在Nature Astronomy上。近距离飞越恒星过程图示处在高离心率轨道上的天体，在近距离飞越所在行星系的恒星时，会被潮汐撕裂，形成高度狭长、快速翻滚的碎片，这很好地解释了对Oumuamua的光变曲线观测。这些碎片能获得足够的速度，从原来的行星系中逃离，因而成为星际天体。数值模拟得到的Oumuamua同时，恒星会加热天体表面，使得水和气体挥发，因此光谱性质更像是小行星而非彗星。此外，表面的硅酸盐在熔化再凝结之后能获得足够的结构强度，不至于在旋转过程中解体。当它来到内太阳系，太阳的持续加热使得更深处的水也达到升华温度，并带出一些挥发性有机物，这能很好地解释对Oumuamua的光谱观测。逸出水蒸气的过程并不会强烈到像彗星一样，从而不会有可见的彗发，但足够解释观测到的非引力加速。围绕低质量主序星或白矮星的长周期彗星，残骸盘中的星子，以及类地行星，都有可能是Oumuamua的母体。考虑到这些母体的数量分布，完全可以解释观测到类似Oumuamua的星际天体的概率。基于这一理论的数值模拟不需要对参数进行fine-tuning，就能复现我们观测到的Oumuamua的几乎所有特征，我们有充分的理由相信这一理论的合理性。参考^Y. Zhang & D. Lin, Tidal fragmentation as the origin of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua), Nature Astronomy (2020).发布于 2020-06-03 10:52​赞同 194​​7 条评论​分享​收藏​喜欢收起​赵泠​2023 年度新知答主​ 关注奥陌陌（'Oumuamua、1I/2017 U1），中国大陆译为“奥陌陌”，中国台湾译为“斥候星”，中国香港译为“首使星”，是人类观测确认的第一颗经过太阳系的星际天体，由夏威夷大学的Robert Weryk等人于2017年10月19日[1]使用泛星1号望远镜发现，当时该天体距离地球约0.2天文单位。发现者以夏威夷语Oumuamua（侦查兵、信使）为它命名，意为“第一位远方信使”。与人类已经观测过的小行星和彗星的形状不同，奥陌陌呈雪茄状，估计长轴约250~400米，宽约30~40米。奥陌陌想象图起初，奥陌陌被认为属于彗星，编号为C/2017 U1 (PANSTARRS)。但2017年10月25日甚大望远镜的叠加影像发现它没有任何彗发迹象，因此奥陌陌被重新认定为小行星，编号为A/2017 U1。威廉·赫歇尔望远镜在2017年10月25日观察了奥陌陌的光谱，它呈现红色，像是柯伊伯带天体的灰红色，表层可能是石头或金属。它的亮度有多达十倍的周期性变化，被解释为它在太空中翻滚[2]，自转周期约7.3~8.1小时——对，你会在很多文章里看到“奥陌陌在翻滚所以不可能是外星飞船，除非是失控的”这样的表达，但实际上我们根本不知道它是否在翻滚。依据最初14天的观测，奥陌陌的轨道离心率是1.1922±0.00268~1.19949±0.00019，这是太阳系已知天体里第二高的，表明它是从太阳系外飞来的星际天体，并会沿着高离心率的轨道离开。具体而言，奥陌陌来自天琴座方向，通过近日点后飞往飞马座方向，平均速度约26.33千米每秒，估计在2017年9月9日左右就通过了距离太阳约0.25天文单位的近日点，在该处的最大速度约87.8千米每秒。后来，奥陌陌被重新编号为1I/2017 U1。来自Tony Dunn，orbitsimulator网站发现星际天体对我们理解太阳系的起源、太阳系边缘小天体的演化等都有启发，但它更大的意义还在后面：奥陌陌在远离太阳的途中出现了极大的异常加速度[3]，引起了科学界的注意。该异常加速超过了目前观测过的在物质喷发下获得最大加速度的彗星[4]。要是奥陌陌能靠彗星那样的物质喷发产生这样的加速度，在它靠近太阳时，我们应该肉眼就能看见它的彗尾，而现实是我们完全没发现奥陌陌的彗尾。斯皮策空间红外望远镜和大型光学望远镜都没有发现奥陌陌向外喷出任何气体和尘埃。一些学者由此提出不排除奥陌陌有可能是光帆推进的，还有一些学者提出它可能是自然形成的极度低密度的分形构造。计算显示，如果奥陌陌是个0.3~0.9毫米厚的薄片，太阳光就可以给它这样的加速度[5]。但那就意味着它是自然形成的可能性严重地低下：自然形成说无法解释它在近日点0.25天文单位的情况下面对太阳辐射并无挥发性物质迹象的表现——为此，耶鲁大学和芝加哥大学研究人员提出奥陌陌的主要成分可能是固态氢，我们之前只是没观测到挥发的氢。可想而知，该说法受到大量反对，而且也解释不了周期性亮度变化——你不觉得这个场合还能说它在自转罢，一个如此脆弱的构造体高速自转着飞过内太阳系还不散架？看看阿特拉斯彗星现在什么样了。关于2020年对奥陌陌的自然形成的研究进展，可以看HelloFoucault的回答：2018年11月14日，NASA官网发表：斯皮策望远镜自2018年9月初开始按预测路径追踪奥陌陌两个月而没有找到它。我们现在不知道奥陌陌具体在什么地方。奥陌陌在观测记录的最后阶段表现出的速度并不特别快，如果它不再加速，要用两万多年才能离开太阳系（以奥尔特云计），人类用不了多久就会具备发射航天器沿着预测轨道追过去看一看的能力。但如果追过去什么都没有，我们就不得不怀疑奥陌陌已经启动其它动力改变轨道，抑或干脆打开曲速引擎飞走了。那会深远影响人类的世界观。即使奥陌陌只是一块破石头，它也将“宏观低速物体完全可以进行星际航行”这件事摆在了台面上。可以说它已经鼓舞了我们——在这方面，一个具有超越的高技术的黑石板不如一块破石头。参考^10月19日发现奥陌陌后，科学家们翻查数据，找到了10月18日奥陌陌被拍到的影像。之后几天，欧空局（ESA）光学地面站（OGS）望远镜也找到了一些此前的数据。2017年10月26日，科学家们从卡特林那巡天系统在10月14日和10月17的资料中两次确认了奥陌陌的影像。^侧面对着地球时看起来最亮，一端指向地球时亮度变暗。^将太阳、八大行星、月球、冥王星、小行星主带最大的16个天体的引力，相对论效应，以及所有可能的偏差都考虑在内，都无法产生那样的加速度^https://www.nature.com/articles/s41586-018-0254-4^https://arxiv.org/abs/1810.11490v2编辑于 2020-06-03 14:24​赞同 691​​18 条评论​分享​收藏​喜欢