【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】在2017年10月19日夏威夷全景测量望远镜和快速反应系统-1(泛星-1)在夏威夷宣布了首次发现星际小行星，命名为1I/2017 U1 (aka)Oumuamua)。最初被认为是一颗彗星，这个星际游客很快成为追踪研究的焦点，试图确定它的起源、结构、成分，排除它是外星飞船的可能性！虽然“Oumuamua”是第一个已知的星际小行星到达太阳系的例子，但科学家们一直怀疑这样的访客是经常发生的。哈佛大学的一组研究人员通过一项研究来确定星际小行星和彗星的捕获率，以及它们在宇宙中生命的传播中扮演的角色。
第一个星际小行星“Oumuamua”的印象图。这个独特的天体是在2017年10月19日在夏威夷的泛星1号望远镜发现的。图片版权：ESO/M. Kornmesser
最近的研究题为“被捕获的星际物质对生源和地外生命的影响”，该研究由哈佛大学理论与计算研究所(ITC)的博士后Manasavi Lingam和ITC的主席亚伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)和哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的一位研究人员进行。Lingam和Loeb构建了一个三体引力模型，其中三体的物理被用来计算它们各自的轨迹和相互作用。在Lingam和Loeb的模型中，木星和太阳是两个巨大的天体，而一个远不那么大的星际物体则是第三个。太阳和木星的引力组合起了‘渔网’的作用，提出了一种寻找生命的新方法，即研究用这种渔网捕捉到的星际物体，而不是用传统的方法来观测望远镜或用航天器到遥远的环境去做同样的事情。
利用这个模型开始计算在大小上与“Oumuamua”相比较的物体在太阳系中被捕获的速率，以及这些物体在整个历史过程中与地球碰撞的频率。他们还把半人马座阿尔法星系作为一个单独的例子来进行比较。在这个双星系统中，半人马座A和B是两个巨大的天体，而星际小行星是第三个。这些物体的频率是由这些物体的数量密度决定的，这些物体最近根据‘Oumuamua’的发现而更新。这些物体的大小分布是未知的(在我们的模型中是一个自由的参数)，但是为了获得定量的结果，我们假设它和我们太阳系中的彗星是相似的。
“岩态”理论认为，行星系统内的行星之间可以共享生命。图片版权：NASA
最终决定在太阳系内任何时候都能找到数千个被捕获的物体——其中最大的可能是半径几十公里。对于半人马座阿尔法星系，结果更有趣。根据捕获的可能速率和捕获对象的最大大小，确定即使是地球大小的物体也可以在系统的历史过程中被捕获。半人马座阿尔法星可能会在一段时间内发现一些危险的行星，这将对系统的进化产生巨大的影响。在这种情况下，作者还探讨了诸如“Oumuamua”这样的物体是如何通过岩石物体在整个宇宙的生命分布中发挥作用的。这是一种关于岩性生精理论的变种，在小行星、彗星和流星之间，微生物的生命在行星之间共享。
在这种情况下，起源于遥远恒星系统的星际小行星将是微生物生命从一个系统到另一个系统的载体。如果这些小行星过去与地球相撞，它们将负责播种我们的星球，并导致所知的生命的出现。这些星际对象可以直接崩溃成一颗行星，因此种子生命或被捕获到行星系统和接受进一步碰撞系统内产生星际有生源说(第二个场景拍摄对象时更有可能很大，如地球半径的一小部分)。
此外Lingam和Loeb还提供了关于如何研究太阳系的未来游客的建议。正如Lingam所总结的，关键是要从我们太阳系的物体中寻找特定种类的光谱：通过观察它们的轨迹，可以在太阳系中寻找星际物体。或者由于太阳系中的许多物体都有类似的氧同位素比值，所以发现具有不同同位素比率的物体可以表明它们的星际起源。当星际彗星接近太阳时，同位素比值可以通过高分辨率光谱来确定。
最简单的方法是找出太阳系外起源的天体，就是研究在水汽中氧同位素的丰度比。这可以通过高分辨光谱来完成。在确定了一个被捕获的星际物体之后，我们可以发射一个探测器，在它的表面上寻找原始生命的特征或技术文明的产物。毫不夸张地说，“Oumuamua”的发现引发了天文学上的一场革命。除了验证一些天文学家长期以来的怀疑，它还为研究和科学理论的测试提供了新的机会。在未来如果幸运的话，探测器机器人等将被分派到这些天体上进行直接研究，甚至可能是样本返回任务。这些揭示了我们的宇宙，甚至是整个生命的传播，一定会很有启发性！
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：arXiv
作者：Matt Williams
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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