作者:马特·威廉姆斯，今日宇宙
艺术家的乌姆阿穆阿概念
作者:威廉·哈特曼 2017年10月19日，天文学家首次探测到穿过我们太阳系的星际物体(ISO)
这个被命名为1I/2017 U1 ' Oumuamua的天体让天文学家感到困惑，他们无法确定它是星际彗星还是小行星
经过四年和许多理论(包括有争议的“外星人太阳帆”假说)，天文学界似乎找到了一个满足所有观测的解释
“氮冰山”理论指出，“乌姆阿穆阿可能是另一个恒星系统中类似冥王星的行星的碎片
阿米尔·西拉伊和教授在他们的最新研究中，标题为“解释“乌姆阿穆阿作为氮冰山”所必需的大量预算”
阿维·勒布(他提出了ET太阳帆假说)对这一理论提出了官方反驳
根据他们的新论文，银河系中极度缺乏能解释发现氮冰山的系外行星
在他提出这种可能性的论文中，勒布指出“乌姆阿穆阿的不寻常的性格和行为与太阳帆是一致的
这包括物体的高反射性和它的轮廓，看起来要么是雪茄形，要么是煎饼状
更重要的是，它的突然加速和偏离预期轨道似乎是辐射压力的结果，这正是太阳帆实现推进的方式
还有它进入我们太阳系的方式，这使得它在最接近我们的太阳(近日点)后飞越地球
换句话说，它的轨道动力学使它能够近距离观察我们太阳系中唯一可居住的行星，这正是人们对星际探测器的期望
这些论点在勒布的书《地外生命:地球之外智慧生命的第一个迹象》中有更详细的阐述
" 在本书撰写之时，所有试图用自然现象来解释“乌姆阿穆阿”的尝试都失败了
基本上，没有单一的解释可以解释它的亮度、轮廓和加速度，同时承认没有除气作用的证据
此外，这种突然的加速不能归因于重力，因为重力在当时应该已经减缓了“乌姆阿穆阿”
2021年3月，亚利桑那州立大学地球与空间探索学院(SESE)的两名研究人员提出了一个新的假设
在两项已发表的研究中，SESE探索研究员阿兰·杰克逊和史蒂文·德施教授认为“乌姆阿穆阿可能是从年轻的恒星系统(可能在我们银河系的英仙座臂中)喷出的氮冰碎片”
四亿到五亿年前
在他们的第一篇论文中，杰克逊和德希讨论了“乌姆阿穆阿”的大小和成分限制，并表明“乌姆阿穆阿”的反照率类似于海卫一和冥王星表面的氮冰
在他们的第二篇论文中，他们展示了这些类型的氮冰碎片是如何由成分类似于冥王星和柯伊伯带天体的太阳系外天体碰撞产生的
据他们估计，这些碰撞将产生约100万亿(~1014)个物体并将其喷射到星际空间，其中一半将由水冰组成，另一半由氮气组成(N2)
这个群体将足以满足解释“乌莫穆阿”检测所必需的ISOs的统计学意义
同样重要的是，由N2组成的物体在靠近太阳时不会形成尾巴，因为没有水蒸气或二氧化碳可以升华
正如西拉杰通过电子邮件向今日宇宙解释的那样: 氮冰山假说的吸引力主要在于解释“乌姆阿穆阿的非重力加速度”
就像假设的氢冰山一样，氮冰山的释气活动在斯皮策太空望远镜对“乌姆阿穆阿”进行的测量中是无法检测到的，这只是限制了“乌姆阿穆阿”周围碳基分子的丰度
因此，可以想象，物质的升华可以为物体观察到的非重力加速度提供动力
" 勒布在他的提案文件中提出的主要观点之一是，不管“乌姆阿穆阿的真实性质如何，对它的探测意味着我们银河系中有大量类似的物体
在最近被《新天文学》杂志接受发表的反驳论文中，西拉伊和勒布讨论了银河系中是否有足够的物质来创造如此多的氮冰山
杰克逊和德希评估的一个结果是，在我们的银河系中一定有一个强大的“系外普卢托斯”种群
要做到这一点，银河系中的恒星需要有足够的恒星形成留下的物质(即
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质量预算)来适应这些行星的形成
为了测试这一点，西拉伊和勒布采用了氮冰山模型，并研究了使其工作需要多少恒星物质
艺术家对第一个星际物体“Oumuamua”的印象，它是2017年10月19日由夏威夷的Pan-STARRS 1望远镜发现的
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科恩默瑟 “我们的计算非常简单，”西拉伊说
“我们采用了所有的氮冰山模型参数、“类Oumuamua”物体所需的丰度来解释其被Pan-STARRS探测到的原因，以及星系中恒星的基本事实，并从这些值中推导出转换成exo-Plutos所需的太阳金属性物质的总质量，以使氮模型看似合理
" 他们发现，即使在最乐观的假设下，该模型也会失败几个数量级
简而言之，一个恒星系统将没有足够的氮冰来容纳如此强大的外普卢托斯种群，这意味着从统计学上讲，根本没有足够的由N2组成的同位旋来解释“乌姆阿穆阿”的偶然发现
当我们考虑宇宙射线如何自然侵蚀ISOs时，这个模型变得更加不可能
根据最近发表的其他研究，这一过程使ISOs的寿命比以前想象的要短得多
西拉伊说，“氮冰山模型的主要问题是，要产生所需数量的这类天体，需要银河系中10倍以上的恒星质量才能直接转化为外普卢托斯——当我们恰当地解释氮冰山不可避免的宇宙射线侵蚀时，我们需要银河系恒星质量的1000倍
这些数字使得氮模型站不住脚，因为星系中只有一小部分恒星质量用于产生系外普鲁托
" 此外，Siraj和Loeb引用了他们的研究在arXiv上出现后不久出现的研究，该研究对我们银河系中氮冰山的普遍存在提出了质疑
在《美国天文学会公报》10月刊上发表的一项名为“对“类乌姆阿穆阿”天体出现的限制”的研究中，作者莱文等人
认为氢冰山和氮冰山假说都有严重的缺陷
前者的温度要求使其站不住脚，而后者的必要地层效率也是如此
最后，他们还确定，产生N2冰碎片(对日外柯伊伯带类似物的影响)的机制不足以产生像“乌姆阿穆阿”这样大的物体，而且几个数量级太低，不足以产生1014个物体
这对于“乌姆阿穆阿”和对其起源的更“奇特”的解释意味着什么
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，那它可能是一个ET太阳帆？首先，这并不意味着“它是外星人”，天文学界也没有人做出这样的断言
但这确实意味着，这种试图用自然现象来解释“乌姆阿穆阿”的最新尝试并不符合所有要求——这与许多人之前的怀疑相反
“氮气模型现在已经不在讨论范围内了，”西拉伊说
这意味着“乌姆阿穆阿”之谜仍然是一个大问题，这更强烈地激发了未来对“乌姆阿穆阿”这样的物体的研究
这是我有幸领导的伽利略计划星际物体分支的目标——发现和描述像“乌姆阿穆阿”这样的物体，并最终了解它们的性质
" 伽利略计划(在之前的一篇文章中有描述)是一个由教授创立的非盈利性研究项目
勒布和弗兰克·H
劳肯是哈佛大学的访问学者，也是布鲁克公司(一家科学仪器制造商)的董事长、总裁和首席执行官
这个多国、多机构的项目由志愿专家组成，其中阿米尔·西拉伊担任星际物体研究主任
他们一起努力将寻找外星智能和技术签名纳入主流
世界各地的天文学家和天文台加入了他们的行列，他们期待着未来几年，下一代天文台将在未来几年投入运行
这包括维拉C
鲁宾天文台(原大型天气观测望远镜)，正在智利完成建设，预计明年(或可能在2023年)开始运行
使用它的8
这个4米(27英尺)的镜子和3200万像素的照相机，这个天文台将进行10年的调查，在此期间，它将观察估计370亿颗恒星和星系
鲁宾天文台还将探索我们的太阳系，并提供关于新发现物体的定期警报，包括估计每月5个ISOs
美国国家航空航天局和欧空局也在开发任务，将在不久的将来与ISOs会合，并近距离研究它们
“乌姆阿穆阿”的真实性质和起源再次混淆了解释
从很多方面来说，这都是好消息
如果说有一件事是整个天文学界都同意的，那就是“乌姆阿穆阿”代表了一类以前未知的天体
这些物体定期穿过我们的太阳系(有些最终会留下来)，这一事实为未来的研究提供了巨大的机会
用TL:DR的术语来说，我们并不是说它是外星人
但不管怎样，我们肯定很快就会知道
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