上周,尤里·米爾納收到一封電郵,內容是關於太陽系中「最奇特的天體」。
這位俄羅斯億萬富豪是「突破聆聽」(Breakthrough Listen)背後的金主,該項目斥資1億美元用於搜尋外星智能生命。在收到電郵之前,米爾納已經聽說過這個奇特天體。「奧陌陌」在今年10月飛入人們視野,它是太陽系中第一個被觀測到的系外天體。
世界各地的天文學家都將望遠鏡對準這塊神秘的太空岩石,試圖在它飛馳而去的時候收集儘可能多的數據。
他們的觀測揭示,「奧陌陌」是一個真正不同尋常的天體,擁有令人困惑的特性。
科學家很早之前就曾預言,有朝一日會有星際來客造訪宇宙中屬於我們的這一隅,但他們絕沒想到會是「奧陌陌」這樣的天體。
星際小行星「奧陌陌」的藝術概念圖。
「我越深入研究這個天體,它就越顯得不同尋常,這讓我想知道它是否並非天然形成,而是由外星文明發射的探測器,」哈佛大學天文系的主任阿維·勒布(Avi Loeb)在發給米爾納的電郵中寫道,他也是突破聆聽項目的顧問之一。
一天之後,米爾納的助手把勒布接到前者位於帕洛阿爾托的家中。他們一起討論「奧陌陌」,這個詞語在夏威夷語中的意思是「信使」。勒布盤點了這塊太空岩石的奇特之處,尤其是它細長的外形,看起來就像一支雪茄或一根針——對於普通的太空岩石而言,這樣的形狀很奇怪。
米爾納覺得這個天體簡直太有趣了,不容忽視。所以,他決定看個仔細。
周一,突破聆聽宣布,該項目本周將利用位於西維吉尼亞州的綠岸天文望遠鏡(GBT)搜尋「奧陌陌」發出無線電信號的跡象。
目前,這顆星際小行星跟我們的距離大約是地球和太陽之間距離的兩倍,而且還在以每秒38.3公里的速度飛馳。在這麼近的距離上,綠岸天文望遠鏡能夠偵測到最微弱的無線電頻率。該望遠鏡不到一分鐘就能偵測到手機信號那麼弱的無線電波。如果」奧陌陌」正在發送信號,我們肯定能聽到。
一如往常,天文學家這次發現外星人的可能性微乎其微,但也不是絕無可能。
而且,米爾納認為,在「奧陌陌」永遠離開之前,我們應該一探究竟,以防萬一。該天體明年將飛過木星軌道,到2020年將飛出冥王星。
「不管它是天然的還是造出來的,我們肯定會對這個天體有更多的了解,」米爾納上周接受視頻採訪時告訴筆者。
突破聆聽的新觀測結果很有可能會受到眾多天文學家的歡迎,數周以來,這塊太空岩石一直讓他們摸不著頭腦。「奧陌陌」似乎打破了天文學家對於快速移動的星際天體的諸多預測,越多人深入研究這些數據,他們發現的謎題就越多。
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「奧陌陌」的蹤跡最初是由位於夏威夷的「泛星計劃」(Pan-STARRS)天文望遠鏡發現的,當時該望遠鏡正在執行尋找近地天體(比如彗星和小行星)的夜間巡天任務。它的速度和軌道表明,該天體不受太陽引力的束縛,並非太陽系的一員。
起初,天文學家認為「奧陌陌」肯定是一顆彗星,他們的依據是數十年來預測彗星到來的科學文獻。
當我們的太陽系還年輕時,那些最大的行星在旋轉成形並進入軌道時造成了嚴重的破壞。它們的運動會猛烈撞擊周圍的物質,被撞飛的岩石和冰塊碎片會一直飛出太陽系。那些在太陽系邊緣沿軌道運行的天體是最容易逃離的,因為它們更容易擺脫太陽引力束縛。在我們太陽系中,靠近星際空間邊界的地方潛伏著很多彗星,數量遠遠超過小行星。天文學家原本預計,他們觀測到的首批星際天體將是這些彗星。
所以,天文學家試圖找到「奧陌陌」的彗尾,也就是彗星經過太陽附近時,隨著溫度上升,物質蒸發形成的尾部延伸部分。他們使用了強大的天文望遠鏡,即使「奧陌陌」每秒噴射出只有方糖大小的物質,他們也能偵測到,但他們沒有發現這個天體有彗尾。
這只是「奧陌陌」眾多令人意外的地方之一。
不同於太陽系中看起來像馬鈴薯的塊狀小行星,「奧陌陌」的長度可能是其寬度的10倍,這個極端的長寬比超過了所有已知的小行星。
天文學家不清楚宇宙如何能夠形成這樣的天體。勒布表示,物體與其周圍介質之間的相互作用大多有利於讓該物體變成圓形,比如說湖岸邊因流水沖刷而變得圓滑的鵝卵石。
針對「奧陌陌」的進一步觀測揭示,它上面沒有水冰的痕跡,這表明該小行星是由岩石或金屬構成的。不管是哪種情況,構成它的材料肯定非常堅固。
「奧陌陌」每7個小時旋轉一圈,這個速度可能會導致小行星上一些被戲稱為「碎石堆」的岩石物體崩裂。今年9月,在天文學家還未觀測到「奧陌陌」之前,它曾近距離飛過太陽,但沒有發生崩裂。
由於形狀並非球形,這顆小行星正不受控制地翻滾。
「如果把一個不圓的物體拋到空中,它就會做出這種複雜的旋轉運動,」來自賓夕法尼亞州立大學的天文學家傑森·萊特(Jason Wright)說,「它不會剛好沿著一個軸線旋轉。」萊特表示,漫長的星際旅行可以減緩天體的翻滾,但「奧陌陌」沒有任何停止旋轉的跡象。
「我並不是說,這些情況必然是確鑿的證據,或者超級激動人心,」米爾納在提到「奧陌陌」不同尋常的特性時表示,「但我覺得,從搜尋地外文明的立場上講,這讓展開全面的調查顯得必要。」
凱倫·米奇(Karen Meech)是夏威夷大學天文學院的天文學家,正是她的團隊發現了「奧陌陌」。米奇表示,他們的觀測結果「完全印證了它是一個自然天體」。針對這顆小行星所反射光線的分析表明,「奧陌陌」是紅色的——對於長時間暴露在星際空間宇宙輻射中的岩石天體來說,這個顏色在意料當中。
至於「奧陌陌」的一些奇怪特性,天文學家倒是有一些自然的解釋。一些天文學家表示,「奧陌陌」可能是一顆「相接雙星」,即兩個天體相互靠近、直至一端接觸並發生融合,就好比我們太陽系中的艷后星(Kleopatra),那是一顆狗骨頭形狀的金屬小行星。
天文學家認為,在「奧陌陌」的星際旅行中,其表面的冰已經被宇宙中的高能粒子摧毀。這顆小行星如此堅固,可能是因為它是在星系內層區域形成的,那裡的岩石和金屬比冰更常見。這就有點難以捉摸了,因為我們迄今發現的大多數系外行星都非常靠近自己的母星,這會阻止它們把碎片拋射到恆星引力影響範圍之外。不過,這些行星可能擁有潛伏在黑暗之中的兄弟姐妹,後者會幫助碎片脫離恆星引力,就像太陽系中木星和海王星那樣。
耶魯大學專門研究系外行星的天文學家格雷戈里·勞林(Gregory Laughlin)表示,如果說「奧陌陌」告訴了我們一些令人興奮的事情,那就是我們對行星形成的理解需要進一步完善。「我們知道行星系統是十分常見的,但它們的運行方式似乎比我們預計的更加豐富。」他說道。
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派遣一艘宇宙飛船飛入行星系統執行某種偵察任務,這種想法聽上去可能像是科幻小說的內容。但在米爾納看來,這就是未來。米爾納正投入1億美元,準備在10年內開發一種宇宙飛船技術,以期發射微型探測器,以五分之一的光速飛往半人馬座,那是距離地球最近的恆星系統。基於我們當前的技術,這趟長達25萬億英里的旅程將耗費數萬年的時間。但如果米爾納獲得成功,那將只需要短短20年。米爾納將發射數百個這樣的微型探測器,希望其中至少能有一個完成旅程。或許,某一個外星文明已經想到過相同的創意。
米爾納表示,如果現在就有這樣的技術,他會發射某種探測器去追蹤「奧陌陌」。「我們需要一些新型推進技術才能做到這一點,」他說道。
對於「奧陌陌」是先進外星文明造物這種可能性,天文學界亦有不小的聲音在討論。不過,這樣的討論中有著恰如其分的猶疑。畢竟,科學家在考慮外星人的可能性之前必須排除掉其他所有合理的解釋。
「當人們不確定是否希望你把某件事當真時,有時候他們會以半開玩笑的方式講出來,」普林斯頓大學的天體物理學家艾德·特納(Ed Turner)說。他對「奧陌陌」來自外星文明的可能性很感興趣,但跟大多數天文學家一樣,他並沒有抱著屏息期待的心情。
「如果你為此押下重注,我可不會這麼干,」特納說道。
與拉瑪相會
天文學家談論「奧陌陌」時,他們想到了阿瑟·克拉克(Arthur C. Clarke)在1973年發表的小說《與拉瑪相會》(Rendezvous with Rama)。故事中,天文學家於2131年在木星軌道之外發現了一個神秘天體,並把它歸類為小行星。他們通過觀測發現,這個名為「拉瑪」的天體並不圍繞太陽旋轉,所以它必然來自太陽系之外。天文學家發射了一個太空探測器對拉瑪進行拍攝,結果發現它的外形是完美的圓柱體。接著,載人的太空飛船被派遣過去。當太空人著陸時,他們發現這顆小行星其實是一艘外星飛船,上面還有一些奇怪的機器,它們對地球人的到來毫無反應。飛船上並無它所來自的外星文明的印記。一番鼓搗之後,太空人撤離了拉瑪,而後者則加速飛離了太陽系。
這個故事跟目前的情況有一些相似之處,但懷疑態度最堅決的天文學家指出,除了擁有飛船的外形之外,「奧陌陌」沒有任何人們想像中外星飛船的特徵。而且,該天體在太陽系中的運行軌跡也很容易預測。天文學家已經準確繪製出它之前走過的軌跡以及之後將走的路線。外星人的宇宙飛船難道不應該以幾分之幾的光速飛行?它們在路過這裡的時候難道不應該放慢速度做一番觀察?
「在我看來,認為它是一個定向探測器的解釋非常可笑,根本不可能,」來自加州理工學院的行星天體物理學家康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)說,「它只是一塊碎片,我認為僅此而已。」
天文學家預測,更多的星際小行星(也許有數千顆)正在穿過我們的太陽系,但我們的望遠鏡卻無法觀測到它們。泛星計劃的巡天望遠鏡夜夜觀測整個可見的天空,在開機4年之後才發現「奧陌陌」。特納認為,這一發現(算是相當快了)並非出於純粹的運氣,而是預示著會有更多這樣的發現。
泛星計劃的檔案數據中可能就隱藏著一些被忽視的星際小行星的蹤跡。隨著其他強大的巡天望遠鏡(比如位於智利的大型綜合巡天望遠鏡,LSST)在未來幾年陸續上線,我們將能發現更多的星際來客。
對米爾納來說,檢驗每一個星際天體是否存在「人」造技術的跡象,這件事是值得做的。它們可能只是太空中的石頭,無意識地向前飛行。但也可能真的成了大海里撈出的那根針。「如果你每次觀測某個東西,心裡想著不會獲得成功,那麼你將很難在這個領域開展工作,」伯克利地外文明搜索研究中心(Berkeley setiResearch Center)的主任安德魯·西米昂(Andrew Siemion)說,他是該中心跟突破聆聽合作項目的牽頭人。
所以,從美國東部時間周三下午3點開始(北京時間周四凌晨4點),綠岸天文望遠鏡將對準太陽系已知的首個星際天體,並將在4個無線電波段上對這顆小行星進行10小時的觀測,結果可能會在數天之內公之於眾。
米爾納知道機會渺茫,但他接受視頻採訪時依然難耐興奮地微笑著。他的身側從地板直到天花板都是顯示著射電望遠鏡圖像的螢幕。
「如果你觀測更多,觀測所有地方,我認為你最終將能找到一些東西,」他說。
翻譯:何無魚
來源:The Atlantic