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来自星际空间的两个入侵者如何颠覆天文学

2020-02-12 10:06:24来源:

从夏威夷的最高峰到安第斯山脉的高原,地球上一些最大的望远镜将在未来几周内指向微弱的光斑。相同的天空将吸引克里米亚的业余天文学家Gennady Borisov以及其他许多业余爱好者的注意力,他们将牺牲适当的睡眠并打day他们的日常工作,而不是错过这个千载难逢的机会。

他们正在寻找的是一个稀有的访客,它将最接近太阳。在那之后,他们只需几个月就可以从物体中获取尽可能多的信息,直到物体永远消失在太空的黑暗中。

几百万年前,这块岩石和冰块从地球开始了许多光年的旅程。该物体是通过猛烈的重力推动而被踢出自己的邻居的-可能是来自附近的行星,也可能是来自一颗经过的恒星。从那时起,它一直漂浮在恒星之间的空间中,最终朝着我们的方向前进。

8月30日,鲍里索夫(Borisov)在黎明前的天空中发现了该物体,它昏暗地发光,尾巴粗短。后来以其发现者的名字命名为Comet 2I / Borisov,它引起了全球关注,因为它仅是第二个物体(除了奇异的尘埃颗粒外),该第二个物体曾经从星际空间进入我们的太阳系。鲍里索夫说:“他是我的第八颗彗星,真是太神奇了。”他补充说,“我得到了如此独特的物体真是可喜”。

它与第一个星际闯入者明显不同,后者是一个小的,深色,岩石似的物体,名为1I /“极umuamua”,于2017年飞越太阳。这两个星际物体一起重写了研究人员对冰河体的了解(估计冰河体多达1026个),这些冰体漂浮在整个银河系中。

除其他外,1I /“极umuamua”和2I / Borisov首次提供了围绕着年轻恒星并作为行星诞生地的碎屑云的物理和化学信息。来自其他行星系统的这些样本使科学家能够探索太阳系是否独特,或者它是否与银河系中的其他行星系统共享构件。

由于天文学家在2I /鲍里索夫(Borisov)进入太阳系的途中发现了它们,因此他们有很多月的时间来研究它(请参阅“按次种植”)。“他们短暂地瞥见了”极umuamua,这是在途中发现的。结果,他们希望向2I / Borisov学习更多,例如哪些化学成分构成了冰冷的心脏。这是他们迄今为止最好的观察,它是围绕另一个恒星而形成的。

随着望远镜继续在天空中探测微弱,快速移动的物体,研究人员预计它们将在未来几年内发现更多的星际闯入者。英国贝尔法斯特女王大学的行星天文学家米歇尔·班尼斯特(Michele Bannister)说:“看到这个突然打开并观察新领域的发展真是太有趣了。”

尘土飞扬的起源

星际物体的生命可能是在冰冷的谷物聚集在一颗年轻恒星周围的一堆气体和尘埃中时开始的。在这些区域中,行星从小原子核开始生长,然后由于碰撞和万有引力作用,沿乒乓球进入恒星周围的不同轨道。

行星像积雪一样穿过冰冷的瓦砾,穿过一堆冰雹。模拟结果表明,这些行星中超过90%的“钉子”从其影响星体中飞出,进入星际空间。它们在那里漂移,成为孤独的散落的物体,直到它们恰好足够靠近另一颗恒星而被其引力吸引以便快速访问。

天文学家曾期望他们看到的第一个星际物体看起来像一颗典型的彗星。太阳系中的大多数彗星来自遥远的Oort云,这是一种宇宙深层冻结,距太阳的距离约为冥王星的1,000倍。有时,某些事物会扰乱这些彗星之一,并将其​​送往太阳。当它靠近并变热时,其原子核会喷出形成经典彗星尾巴的灰尘和气体。

但是,当第一个星际游客出现时,它看起来并不像传统的彗星。与它们不同的是,“极微”很小,只有200米左右的距离,而且岩石多。而且,它的形状像雪茄,翻倒着翻倒。在“极umuamua”离开太阳系之前,几乎所有科学家都可以解决这个问题。

相比之下,2I / Borisov看起来像一颗普通的彗星,研究人员正在利用他们的时间进行研究。檀香山夏威夷大学的天体生物学家Karen Meech说:“人们对观察这颗彗星的化学性质非常感兴趣,以查看它是否与太阳系中的化学物质不同。”

2I / Borisov的颜色为红色,并且正在稳定地喷出灰尘颗粒2,3。它的核相对较小,也许只有一公里宽,但是对于太阳系彗星来说并不是闻所未闻的。

马里兰大学学院彗星专家马修·奈特(Matthew Knight)说:“更好的是,我们不得不彻底修改我们认为星际物体可能是什么样的东西。”到目前为止,第二颗恒星看起来差不多,就像我们认为从另一颗恒星弹出的彗星中所看到的一样。现在我感觉好多了。这表明其他世界形成的恒星系统可能很像我们的恒星系统。

发现很快。首次见到2I / Borisov仅仅三周后,天文学家在西班牙加那利群岛上训练了4.2米高的William Herschel望远镜,并发现了彗星上流出的氰化物气体分子4。这是有史以来第一次检测到来自外星游客到太阳系的气体。

10月11日,另一个研究小组在新墨西哥州使用3.5米望远镜观察彗星5的氧气。氧气可能来自彗星核分裂的水,这是研究人员第一次发现来自另一个进入我们自己的恒星系统的水。总之,与从许多其他天体中看到的天文学家相比,从彗星喷洒的氰化物和水的量令人惊讶。

天文学家们热切地看着其他分子,例如一氧化碳,可以在2I / Borisov靠近太阳并变暖时发现它们。这将进一步揭示2I / Borisov与太阳之间的相似之处或相似之处。奥兰多中央佛罗里达大学佛罗里达太空研究所的天文学家玛丽亚·沃马克说,太阳系中的彗星。

早期的观察还表明2I /鲍里索夫可能包含相对少量的碳链分子,例如C2和C36。类似地,太阳系中约30%的彗星贫碳。它们通常来自相对靠近太阳的地方,而不是来自奥尔特云的远处。

随着几个月的过去,天文学家收集了更多有关2I /鲍里索夫的观测,他们希望能够对它的起源行星盘有更多的了解。康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学天文学研究生Malena Rice说:“弄清楚其他系统的构建模块相对于我们的构建模块将是真正令人兴奋的事情。”

研究人员还希望开始阐明星际物体在出现在太阳系中之前是如何穿越深空的。估计表明,这些物体在绕银河系中心运行时会受到许多力的作用,包括偶遇其他恒星或银河潮汐带来的轻推。一些科学家试图计算1I /“极umuamua”和“ 2I / Borisov”可能形成的恒星,但要追溯其轨道却很难7,就像试图从他们访问的最后一个恒星重建伦敦酒吧履带的起始位置一样。

其他问题包括何时可以期待下一个星际访问者,以及它与1I /“极umuamua”和2I / Borisov有何不同。在数十年毫无结果的搜索之后,科学家们没想到会有如此快速的连续两次。夏威夷大学的小行星专家罗伯特·杰迪克(Robert Jedicke)说:“第二个物体如此之快地出现,令我感到困惑和震惊。”他一直在努力计算星际访客的频率。贝尔法斯特女王大学的天文学家艾伦·菲茨西蒙斯说:“就像公共汽车一样。”“渊国要等几十年才能出现,然后两个几乎同时出现。”?/ p>

现在,一些天文学家正在仔细研究档案数据,以查看几年前发现的物体是否真的是当时研究人员当时不认识的星际访问者。当大型天气观测望远镜于2022年在智利投入使用时,未来的发现速度有望“每年可能上升到一个星际物体”,每三夜从那里观测整个可见天空。欧洲航天局一直在研究一种名为“彗星拦截器”(Comet Interceptor)的航天器概念,它可以在未来的星际物体飞越太阳时访问它们。

一旦天文学家将10或20个星际物体放在腰间,他们应该对这些深空流浪者的真实情况有更好的了解。班尼斯特说:“实际上,我们在谈论银河是我们正在交换行星系统产品的东西。”“这将是一种完全不同的天文学方法。” / p>

自然575,434-435(2019)