颗闯入太阳系的系外小天体“奥陌陌”(1I/‘Oumuamua)

2021-12-12 23:35:10 作者:失去最痛苦的你

人类确认创造的第一个星际天体奥陌陌的发源刚刚被公布。

中国科学院国度天文台张韵专士与美国加州大学圣克鲁兹分校林潮熏陶的钻研论文,揭穿了这类星际天体的产生体制和成为星际天体的历程。论文提出的新模子标明奥陌陌大概是被本行星体系中恒星的潮汐效率撕碎并甩出的碎片,数值模仿截止初次周到体系地复现了奥陌陌的一切特性。

2017年10月,天文学家创造了一颗闯入太阳系的系外小天体,国际天文学共同会将其定名为“奥陌陌”(1I/‘Oumuamua)。动作人类瞅测到的首个星际天体,奥陌陌的到来引起了寰球广大闭心。与此共时,奥陌陌特殊的本质也激励了学术界闭于本有星际天体产生和衍化体制的从新计划。奥陌陌长约为100米,利害轴的比率为6:1–10:1,远宏大于已知太阳系内小天体的利害轴比率,具备极端特别的狭长形状。奥陌陌在疏通历程中陪跟着赶快转动,而且它的自转轴不固定。

颗闯入太阳系的系外小天体,天体奥陌陌
艺术家描摹的奥陌陌潮汐撕裂产生历程(根源:北京天文馆/喻京川)

在奥陌陌被创造之前,现有的行星体系表面以为彗星更轻易被其本有行星体系甩出,而且因为彗星比共尺寸的小行星更为透亮,可瞅测到的星际天体应多为彗星。因此,天文学家期望应用瞅测的手法考证奥陌陌属于彗星的假想。然而是,即使挪用了简直一切的天文望远镜,人们都不创造它有向外放射气体和灰尘的迹象,进而猜测奥陌陌是一颗小行星而非彗星。然而在闭于奥陌陌轨讲数据举行统计钻研后创造,惟有引入一个相称大的非引力项才华使其轨迹获得合理阐明。彗星的向外喷气行动不妨供给如许的一个非引力加快度,然而这犹如不行阐明具有小行星表面的奥陌陌。而因太阳光压效率引起的非引力加快度仅闭于具备超大面积-品质比的物体才灵验——这须要奥陌陌具备超乎通常的松散构造。在奥陌陌消逝二年后,闭于它的形状和非引力加快度的谜团仍未解开,它的发源和成为星际天体的历程令天文学家们格外迷惑,以至有科学家猜测奥陌陌与外星生物存留有所联系。

左:艺术家描摹的奥陌陌(根源:ESO/M。 Kornmesser);   右:张-林数值模仿获得的奥陌陌(根源:国度天文台/张韵)
  左:艺术家描摹的奥陌陌(根源:ESO/M。 Kornmesser);   右:张-林数值模仿获得的奥陌陌(根源:国度天文台/张韵)

“奥陌陌的光谱本质显现它在本来的行星体系中曾接遭到恒星的热烈热辐射,这个特性不妨经过近距飞越恒星爆发,而如许近隔绝的交触大概使得奥陌陌的母体被恒星的潮汐效率撕裂,并将奥陌陌甩出本体系,”论文第一作家与通信作家张韵谈到,“恰是这一个最平常的本质开辟了我们发端钻研潮汐撕裂星际天体产生表面”。

经过运用超等估计机闭于天体近距飞越恒星历程中的构造和热力学衍化开展高分别率的数值模仿钻研,他们创造恒星的潮汐力会将天体撕碎成很多的建长型碎片,共时潮汐效率可使局部碎片的速度增大至胜过恒星的遁避速度,使它们成为星际天体。这些碎片具备翻腾转动的特性,利害轴的比率大普遍高于5:1,有些以至不妨高于10:1。在潮汐撕碎历程中,这些碎片的表面因恒星火热灼烤而熔化。当离开恒星时,熔化的表面从新凝聚使得碎片的完全构造具备很强的粘结力,进而不妨保护所产生的建长形状的构造宁静性。恒星的热辐射共时也会加热这些碎片里面,使得它们体内的可蒸发性气体(如一氧化碳等)洪量消费殆尽。

因此,它们的光谱本质具备小行星的特性并遗失了显著的彗星疏通展现。共时,热力学分解显现,一些升华温度较高的可蒸发性物资(如水冰等)不妨在地下数十厘米处保留完佳。在奥陌陌的太阳系短途游览中,这些结余的水冰可被太阳的热辐射激活喷发,供给了所瞅测到的非引力加快度。因为潮汐力的强度跟着恒星密度的增大而巩固,这种潮汐撕裂局面不妨爆发在密度较大的矮恒星四周。而闭于于太阳而言,其密度相闭于较矮,不及以爆发如许的局面,因此太阳系内并未创造相似奥陌陌的小天体。

 近距飞越恒星潮汐撕裂历程(根源:国度天文台/张韵)
近距飞越恒星潮汐撕裂历程(根源:国度天文台/张韵)

“相似奥陌陌的星际天体穿梭太阳系不该当是一个偶尔事变,从概率上估量,每个太阳系四周的恒星体系平衡起码不妨爆发百万亿数目级的相似星际天体,才华够阐明奥陌陌闯入太阳系事变的爆发概率。”张韵补偿讲。经过度解大概的母体根源及数目分散,他们创造从数千米直径的彗星到地球巨细的行星均有大概是类奥陌陌星际天体在被潮汐撕碎甩出前的母体,所爆发的星际天体数目恰巧不妨阐明奥陌陌的涌现概率。

跟着我国和国际上各个巡天望远镜的建造和加入运用,将来将会在太阳系内创造更多的星际天体,到其时,我们将会更深刻地领会这些天体的本质,闭于星际天体的数目有着更透彻的评价。奥陌陌国际空间科学钻研所一共控制人马建·奈特评介讲:“在奥陌陌之后,我们不得不完全转变我们闭于于星际天体的认知。这项钻研提出的星际天体产生体制杰出地阐明了闭于奥陌陌的一切谜团,我们憧憬在将来几年内会创造新的星际天体,瞅瞅它们能否具备相似奥陌陌的本质将是格外风趣的。假如是如许,则大概标明这个体制刻画的历程是一致的”。

耶鲁大学天文系熏陶格雷戈里·拉夫林展现,这项钻研格外精巧地运用行星体系衍化历程的一致局面阐明了奥陌陌一切的特性,显现了星际间物资分散的高效性,为人类领会行星体系的产生和衍化供给了闭头线索。因为这些星际天体在被甩出前沉复经过本行星体系的宜居戴,构成性命的有机物资大概经过这些天体在星际间传布,为人类摸索性命发源的机密供给了新的思绪。

北京时候4月13日,国际学术期刊《天然·天文》(Nature Astronomy) 在线颁布了该钻研截止。论文链交:

https://www.nature.com/articles/s41550-020-1065-8

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