第一个已知的星际物体“ Oumuamua”的起源–解释其神秘的形状和令人费解的动作

艺术家对“根据张和林的情景形成的Oumuamua的印象”。

著名的星际物体“ Oumuamua”的起源是什么？它是如何形成的，它是从哪里来的？2020年4月13日，中国科学院国家天文台的张云和加州大学圣克鲁斯分校的道格拉斯·NC Lin在《自然天文学》上发表了一篇文章，对这个涉及潮汐的奥秘提出了第一个全面的答案。像地球海洋感觉到的力量，并解释了这个星际天体的所有不寻常特征。

‘Oumuamua于2017年10月19日由位于夏威夷的全景调查望远镜和快速响应系统1（Pan-STARRS1）发现。作为访问我们太阳系的第一个已知星际物体，‘Oumuamua绝对不同于太阳系中的任何其他事物。它的干燥表面，异常伸长的形状和令人费解的运动甚至驱使一些科学家怀疑它是否是外星探测器。

此图显示了潮汐破坏过程，该过程可能引起类似“ Oumuamua”的物体。

该研究的第一作者张云说：“这确实是一个谜，但是一些迹象，例如其颜色和不存在无线电发射，都表明‘Oumuamua是自然物体。”

该研究的合著者道格拉斯·林说：“我们的目标是根据众所周知的物理原理提出一个综合方案，以汇总所有诱人的线索。”

通常认为，第一个被发现的星际物体将是冰冷的物体，就像彗星一样。实际上，冰冷的对象会不断地从其宿主系统中抛出。由于它们的明显昏迷，它们也更明显。但是，“ Oumuamua”的干燥外观类似于岩石体，例如太阳系中的小行星，这表明有不同的射出情况。

“'Oumuamua的发现暗示着岩石状星际物体的数量比我们以前认为的要大得多。平均而言，每个行星系统都应该总共发射约100万亿个物体，如“乌姆穆阿”。我们需要构建一个非常有效的方案。张说。“在太空中，有些物体有时会非常接近更大的物体。较大者的潮汐力会破坏这些较小者，例如鞋匠利维9号彗星在经过木星时就碰巧发生了类似的事情。”

张和林提出的潮汐破坏情景模拟产生的“类似Oumuamua的物体。

张和林进行了高分辨率的计算机仿真，以模拟一颗恒星紧密飞行的物体的动力学。他们发现，如果恒星离恒星足够近，它可以将其急剧分裂为极长的碎片，然后将其弹出星际空间。

“当我们考虑材料在恒星相遇期间的相变时，细长的形状更引人注目。长轴与短轴之比甚至可以大于十。”张说。由于强烈的恒星辐射，碎片的表面在距恒星很短的距离处融化，并在更远的距离处重新凝结。就像融化巧克力豆一样，表面材料会粘在一起以保持细长的形状。

热量的扩散还消耗了大量的挥发物。这些碎片变干并具有“ Oumuamua样的表面”。ZHANG添加了。“但是，可以保留一些埋在地下的水冰。这些残留的水冰可能在其太阳系通过过程中被激活，从而引起其非重力运动。”

艺术家对'Oumuamua的印象。

“潮汐破碎的情况不仅提供了形成一个单一的‘Oumuamua’的方法，而且还解决了众多岩石状星际物体的问题。”张说。他们的计算证明了恒星潮汐在生产这类物体方面的效率。在恒星相遇期间，可能的祖先，包括长周期的彗星，碎片盘甚至行星，都可以转化为“ Oumuamua大小的碎片”。推断出的星际物体的数量密度与“ Oumuamua”的发生率一致。

这项工作强调了“ Oumuamua样星际天体在星际之间的繁殖”的多产性。由于这些物体穿过可居住区域的区域，因此不能排除能够通过这些物体产生生命的物质运输的前景。

耶鲁大学天文学教授格里高利·劳克林（Gregory Laughlin）表示：“这项工作提供了一个合理的叙述，将其奇怪的特性与银河系无处不在的行星形成过程联系在一起。”

‘Oumuamua只是冰山一角。我们预计，未来的维拉C.鲁宾天文台将通过未来的观测发现更多具有类似特征的星际游客。

“这是一个非常新的领域。这些星际物体可以提供有关行星系统如何形成和演化以及生命如何在地球上开始的重要线索。”张说。

美国海军学院天文学家马修·奈特（Matthew Knight）说：“这项工作在用单一的，连贯的模型解释'Oumuamua'的各种不寻常特性方面做得非常出色。未来几年会发现这些天体，看看是否有类似“ Oumuamua”的特性将是非常有趣的。如果是这样，则可能表明该研究中描述的过程是广泛的。

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参考：张允和林道格拉斯（Douglas N. C. Lin）于2020年4月13日在《自然天文学》杂志上发表的“潮汐破碎化是1I / 2017 U1（Oumuamua）的起源”一书。
10.1038 / s41550-020-1065-8