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多個天文物理學家平反:星際天體 'Oumuamua 非外星太空船

2018/11/9 — 18:16

概念圖片:首使星 'Oumuamua(圖片來源:ESO/M. Kornmesser)

概念圖片:首使星 'Oumuamua(圖片來源:ESO/M. Kornmesser)

首個經過太陽系的星際天體「首使星 ('Oumuamua) 」自 2017 年起被人類發現,天文學界對其本質都有不同說法,最初發現該雪茄狀天體時,學者認為是小行星;本年中有人曾指是冰彗星,到近日哈佛物理學家 Shmuel Bialy 與 Abraham Loeb 的文章指,首使星有可能是外星太陽帆 (light sail) 太空船,引起網上熱烈討論。

多個學者在論文發表後不同意 Bialy 與 Loeb 說法,更指要說首使星是外星太空船,必須要有超乎尋常的証據 (extraordinary evidence) ,但論文並無提供足夠證據證明其說法。

Shmuel Bialy 與 Abraham Loeb 背景

Shmuel Bialy 與 Abraham Loeb 是哈佛天文學系教授,多年來已發表超過 700 篇有關黑洞、宇宙未來、外星生命可能性論文,亦有四本相關著作,而 Shmuel Bialy 則是哈佛史密森學天體物理學中心的博士後學者。而兩位學者亦專於太陽帆研究。太陽帆是使用巨大薄膜鏡片,以太陽的輻射壓做為太空船推進力的一種方法。

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'Oumuamua 在夏威夷語中有「從遙遠過去到來的使者」之意,首先由泛星計畫 1 號望遠鏡 (Pan-STARRS 1) 於 2017 年 10 月 17 日發現。此後,學界不斷密切監察其去向。

由於任何巨型天體在太陽系內活動,都會受萬有引力影響,太陽是太陽系中最大的星體,其引力最強因此會將首使星拉近,而根據萬有引力定律,首使星的軌道只可能是圓形、隋圓形、拋物線或雙曲線。然而,在本年一月首使星離開太陽系時,曾以異常速度加速靠近太陽,並在遠離太陽時未有減慢至預測速度,亦未有跟隨雙曲線軌道離開,看似有其他外力影響之。

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可行物理解釋

美國理論天文物理學家 Ethan Siegel 在其博文分析指,首使星的情況有四個物理解釋,只有其中兩個可行:

  1. 首使星表面不平均受熱,造成異常加速,情況也曾在「先鋒計劃 (Pioneer programme)」在越過太陽時也曾出現;
  2. 如 Bialy 與 Loeb 提出,是太陽輻射壓力令首使星加速

根據現有數據,深紅色的首使星表面因數以百萬年計時間「漫遊」宇宙已相當平滑,在過去觀察中從無發現過有揮發性物質出現造成彗星尾巴;首使星亦無受暗物質影響,就算有這只會增加其向太陽加速。

每個物體與其溫度會成比例地釋放輻射能量,而長條形的首使星因為一面受太陽照射,而吸收更多熱能,加上其在活動時有翻動 (tumbling) ,意味著兩面有不平均輻射能量發出,原則上可導致異常加速,但這尚需要更詳細分析才可證實。

除了有熱能影響外,太陽也會造成輻射壓力。如果天體表面面積夠大、質量夠小,反射太陽輻射,這些壓力同樣會造成異常加速。不過,人類此前無足夠監察數據,再加上現時首使星距離過遠,遠超人類望遠鏡觀察能力,我們無法得知其質量是否滿足這個說法的要求。

Siegel 續在分析文章中指,如果 Bialy 與 Loeb 的論文就此完結的話,將會是一篇好論文,但永遠不會受大眾注視。結果因為兩位學者再補上首使星可能是有太陽帆的外星太空船,才大受討論。值得留意的是,在 Bialy 與 Loeb 的論文中,只有一次提過「外星人 (alien) 」。

其他學者評論

在接受 CNN 訪問時,多倫多大學行星科學中心行星學家 Alan Jackson 直言,該研究有缺陷亦無足夠證據作出此超乎尋常的假設,他自己完全不被說服。 Jackson 曾在三月於《皇家天文學會月刊》上發表文章,指首使星可能來自雙星系統。

北卡羅萊納州立大學天體物理學教授 Katherine Mack 則在 Twitter 中指出,外間要理解,學者非常樂意發表稀奇古怪的想法——即使只有極小機會不錯,甚至作者本身也不相信自己提出的說法。

 

馬克斯普朗克天文學研究所的 Coryn Bailer-Jones 曾在九月發表過文章,論述首使星可能的起源。他認為, Bialy 與 Loeb 的論文只提到可能首使星有類似太陽帆的結;要有人接受有外星生命這個觀念,才會有這麼多回響,論文數據從無提及這件事。他又強調,他對這類推測性研究無特別感受,至於是否存在外星生命的問題非常重要,亦相當有趣,但此論文並無聲稱有外星生命。綜合天文學家及客觀數據,首使星是源自外星生命的機會,似乎較微。

來源:
Forbes, 'Aliens' Is Not A Scientific Explanation For Interstellar Asteroid ʻOumuamua, 8 November 2018
CNN, Interstellar object may have been alien probe, Harvard paper argues, but experts are skeptical, 6 November 2018

報告:
Bialy, S. & Loeb, A. (2018). Could Solar Radiation Pressure Explain 'Oumuamua's Peculiar Acceleration?. Astrophysical Journal Letters. doi: https://arxiv.org/abs/1810.11490v3 

文/Alan Chiu 、審核/David Yu, Edward Ho

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