“Oumuamua,这个穿过太阳系的奇怪物体,加入了一组让天文学家们挠头的宇宙之谜……©Magic Torch。

宇宙中最神秘的九个物体

“奥陌陌,这个穿过太阳系的奇怪物体,加入了一组让天文学家摸不着头的宇宙之谜……

1

“Oumuamua

这个黄瓜形状的物体可能是来自另一个星系的外星飞船吗?©盖蒂
这个黄瓜形状的物体可能是来自另一个星系的外星飞船吗?©盖蒂

在科幻小说中,外星人秘密闯入太阳系,窥探人类成为一个有技术能力的种族。因此,2017年10月19日,天文学家罗伯特·韦里克博士开始令人兴奋,也就不足为奇了发现了一个穿过太阳系的物体在夏威夷Haleakalā天文台使用泛星望远镜时。

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这个物体被称为“Oumuamua”(夏威夷语中“scout”的意思),它极为细长,可能长达一公里,但宽度不超过167米,看起来就像太空黄瓜。它的速度如此之快,以至于它不可能被太阳引力束缚。唯一的结论是它是一个在我们太阳系之外形成的闯入者,后来一直跋涉到这里。

据估计,它在维多利亚时代进入太阳系,但天文学家不知道它在太空中游荡了多久才来到这里。2018年8月,一项利用欧洲航天局盖亚望远镜数据的研究发现了四颗恒星,它们在过去100万至700万年间可能接近过。也许其中一颗就是它的母星。

那么什么是“乌穆阿穆阿”?起初,天文学家认为它是一颗小行星,但仔细观察它的运动会发现一些奇怪的东西:太阳的引力并不是影响它在太空中运行轨迹的唯一因素。这促使一些研究人员,包括哈佛大学的阿维·勒布教授,提出它可能是一个外星空间探测器。如果它有一个太阳帆连接,来自太阳风的压力可能有助于吹离航线。

但这个想法遭到了大多数人的反对,而且这个物体更有可能是完全自然的东西。“大部分证据指向一颗彗星,”开放大学的天文学家科林·斯诺德格拉斯博士说。当彗星上的冰被太阳加热时,会产生少量的气体喷射,可能会将彗星推离其自然引力轨道。

斯诺德格拉斯补充说:“与太阳系的彗星相比,它有一些不寻常的特性。”“我们仍在努力找出导致这些症状的原因。”一般来说,彗星反射的光约占落在它们身上的光的4%。“Oumuamua的反光效果是前者的两倍多。不幸的是,我们已经没有机会进行更多的观察了。“Oumuamua已经逃到太阳系外了,它沿着轨道经过木星,最终会完全离开我们的邻居。”它已经太暗了,看不见了。然而,围绕这一神秘物体的争议和观点继续困扰着天文学家。

2

红色矩形星云

这种气体云的几何形状使它成为一种太空奇观©NASA/哈勃太空望远镜
这种气体云的几何形状使它成为一种太空奇观©NASA/哈勃太空望远镜

在整个银河系中,气体云呈现出奇怪而奇妙的形态,但其中一个星云以其奇怪的几何形状让天文学家们感到困惑。位于独角兽星座的红色矩形星云距离地球2300光年。

它独特的形状可能是因为它的中心有两颗恒星。如果来自两颗恒星的激波撞击了围绕在这对恒星周围的尘埃环,它们就会产生两个明亮的尘埃锥。看在一起,这两个圆锥体看起来像一个正方形。

更神秘的是,该星云还展示了一种罕见的现象,称为“扩展红色发射”,它的尘埃发出诡异的红色。目前还不清楚造成这种现象的确切原因,但一些研究人员认为,这是由于恒星发出的强烈紫外线与尘埃中富含碳的分子相互作用造成的。

3.

地球上九

我们的太阳系会不会在海王星轨道之外隐藏着一颗巨大的第九颗行星呢?©卡内基科学研究所
我们的太阳系会不会在海王星轨道之外隐藏着一颗巨大的第九颗行星呢?©卡内基科学研究所

一个巨大的世界会潜伏在我们中间吗?天文学家越来越确信,在海王星之外,有第九颗行星围绕太阳运行,这就是所谓的“第九颗行星”。这已经不是第一次对绕太阳运行的行星进行调整了。当太阳系中最大的小行星谷神星于1801年被发现时,它最初被归类为一颗行星,但后来被降级。冥王星在1930年被发现时也被接纳为行星俱乐部成员,但在2006年被要求离开,并降级为矮行星。

2014年,美国天文学家Scott Sheppard博士发现了一颗名为2012 VP113的矮行星候选行星,这颗行星离太阳的距离是地球离太阳的距离的250倍。它细长的轨道相对于其他行星倾斜得很厉害,立刻就显得很突出。Sheppard说:“目前在太阳系中还没有任何已知的东西能够创造出VP113的轨道。”

虽然一些排列异常的物体可能被认为是不太可能的巧合,但现在已经发现了10个,这在很大程度上要归功于加州理工学院的天文学家迈克·布朗博士和康斯坦丁·巴蒂金博士的工作。由于所有这些天体都有相似的轨道特性,它们排成一线的侥幸几率降至0.0001%。最主要的解释是,有一颗肉眼看不到的行星,用它的引力将这些天体聚集在一起。

当Sheppard在2012年发现VP113时,他有60%的确定第九颗行星存在。现在他说他有85%的把握。然而,要使这颗行星以这种方式运行,它的质量必须是地球的10倍,绕太阳一周至少需要1万年,距离地球的距离必须是地球的200多倍。

如此巨大的距离使得追捕和拍摄它变得非常困难。为了让我们看到第九大行星,光必须从太阳一路跋涉到那里,然后又几乎一路跋涉回来,然后一直消失。但是天文学家已经能够使用一些巧妙的捷径来缩小搜索范围。例如,从卡西尼号到土星的数据被用来排除太阳系外的部分.如果第九颗行星在这些区域,那么探测器就会捕捉到微小的引力差异。

2018年9月出现了一个小挫折,当时新的研究表明,另一种排除部分天空的技术是不可行的。但狩猎仍在继续。谢泼德表示:“到目前为止,我们已经覆盖了大约30%的地球主要区域。”剩下的大概还需要4年的时间。

暗能量隐藏在我们的宇宙中——下面是我们如何找到它的方法©NASA

4

X星系

一个由暗物质组成的星系可能围绕银河运行©Pieter van Dokkum/Roberto Abraham/Gemini Observatory/SDSS/AURA
一个由暗物质组成的星系可能围绕银河运行©Pieter van Dokkum/Roberto Abraham/Gemini Observatory/SDSS/AURA

天文学家善于发现新天体,通过观察它们对更明显的邻居的影响。海王星因其对天王星的影响而被发现;黑洞通过其周围的恒星来展现自己。因此,当天文学家在2009年看到银河系圆盘上的奇怪波纹时,他们的想法自然转向了某种看不见的干扰物。2015年,他们发现了罪魁祸首:一个围绕银河系运行的黑暗矮星系,利用其引力微妙地改变了银河系的运动。

多亏了四颗明亮的星星从黑暗中闪耀出来,我们才能看到这个星系。否则,银河系就会潜伏在阴影中。要做到如此难以观测到,“X星系”一定很大程度上是由暗物质组成的——暗物质是将星系结合在一起的无形粘合剂。在正常的星系中,暗物质被可见的恒星和热气体点缀着,就像圣诞彩灯一样。在X星系,好像所有的灯都熄灭了。

2016年,一个银河系大小的星系被称为蜻蜓44被发现是由99.99%的暗物质组成。它加入了Segue 1,这是2006年发现的一个矮星系,随后的观测表明,它包含的暗物质是普通物质的1000倍。相比之下,我们银河系的比例约为20比1。我们对这些幽灵星系的起源知之甚少,但研究它们可能有助于我们了解暗物质本身是由什么组成的。


5

Elst-Pizarro

它是小行星吗?它是彗星吗?此对象似乎具有©ESO和©ESO的属性
它是小行星吗?它是彗星吗?此对象似乎具有©ESO和©ESO的属性

通常情况下,区分小行星和彗星是很容易的。小行星是由岩石和金属组成的固体块,能够冲向行星并杀死恐龙。你通常会在太阳系内部找到它们,尤其是在火星和木星之间的小行星带。另一方面,彗星是形成于太阳系外围的冰状天体。在它们罕见的对太阳的突袭中,它们冰冻的身体与太阳辐射发生反应,形成壮观的尾巴。

然而,一个被称为埃尔斯特·皮萨罗的物体拒绝如此整齐地被关在鸽子洞里。当它在1979年首次被发现时,它在小行星带中的轨道导致它被归类为小行星。然而,当1996年对它进行更仔细的研究时,发现它有一条尾巴——就像彗星一样。

天文学家最初认为,彗尾是一次碰撞的碎片,而不是太阳的热量所赋予的东西。但彗尾的亮度和结构会随着时间的推移而改变——这表明这是一个持续的过程,而不是一次性事件。这颗天体的快速旋转——仅用3.5小时就完成了一次完整的旋转——也是彗星的表现。然而,有一种可能性是,碰撞暴露了身体上的一些地下冰,这些冰正在慢慢地消失在太空中。在这种情况下,埃尔斯特-皮萨罗将是小行星伪装成彗星-直到它褪去所有裸露的冰,重新成为一颗标准的小行星。

天文学家之间的争论仍然激烈。为了一劳永逸地解决这些问题,太空科学家曾希望在2028年发射卡斯塔利亚号航天器进行更仔细的研究。然而,该任务未能在欧洲航天局2016年的一轮资助中获得批准。因此,分歧仍在继续,至少目前是这样。

6

虎斑的明星

天鹅座有一颗不寻常的恒星,它的亮度波动让科学家们挠头©阿拉斯加费尔班克斯大学
天鹅座有一颗不寻常的恒星,它的亮度波动让科学家们挠头©阿拉斯加费尔班克斯大学

“奥陌陌不是唯一一个让人们谈论外星技术的物体。斑虎星的神秘变暗也与外星人有关。它位于天鹅座,距离地球近1500光年,以天文学家塔贝塔·博亚吉安的名字命名。她是2015年一项研究的主要作者,该研究表明,这颗恒星的亮度偶尔会急剧下降,降幅高达22%。人们还发现,这颗恒星的整体亮度在几十年里衰减得更慢。

这种短期变化是由开普勒太空望远镜发现的,它的工作是通过分析遥远恒星的光来发现外星行星,当一颗行星从它们面前经过时,寻找它们的星光减弱。但是,与虎斑变暗的恒星,行星引起的变暗是均匀间隔的,碰巧每次外星世界完成一个轨道,也相对较小,通常低于1%。“虎斑的明星越来越怪诞的源头,”亚利桑那州立大学的天体物理学家伊娃德曼博士说。

那么,还有什么能使星星变暗呢?一种观点是,一群彗星正坠入恒星太阳系的内部区域,在这个过程中产生了大量的尘埃。正是这种分布不均匀的尘埃,可能阻止了恒星的一些光线到达我们,导致亮度的快速变化。但这并不能解释几十年来长期变暗的另一种模式——彗星尘埃仅在几个月内消散。

这导致其他人声称,罪魁祸首可能是先进的外星人建造的巨型建筑,以收集恒星的能量。如果这种技术不均匀地分布在恒星周围,就会在其轨道运行时造成零星的下降,而且随着时间的推移,它还会阻挡更多的光线(解释了较长时间的衰落)。

这是博德曼所反对的观念。她说:“这是一个有趣的想法,但它已经被彻底淘汰了。”她指出观察到的快速变暗光谱的蓝端比红端被阻挡的光更多.蓝光的波长较短,所以这正是你所期望的,如果它被微小的尘埃颗粒散射(光在与波长大小类似的物体相互作用时最分散)。

然而,与长期变暗有关的光谱分析表明,尘埃颗粒较大。因此,我们可能看到的是一个由不同大小的尘埃颗粒组成的复杂云团,它的方向随着时间的推移而改变,阻挡了不同数量的光。

然而,这些灰尘的来源仍然是个谜。虎斑之星的长期变化至少可以追溯到19世纪90年代。尘埃不应该在这样的时间尺度内持续存在,所以似乎有某种过程在尘埃被恒星光线向外的压力带走时补充了尘埃。博德曼说:“目前还没有明显的解释。”

宇宙中最大的物体是什么?

7

美联储121102年

快速射电暴释放出大量的能量。但是为什么呢?©余景川/北京天文馆
快速射电暴释放出大量的能量,但为什么呢?©余景川/北京天文馆

在所有让天文学家挠头的事情中,快速射电暴(frb)尤其令人烦恼。顾名思义,它们是突然而快速的无线电波发出的啁啾声,通常只持续几毫秒。2007年,我们的射电望远镜发现了第一个黑洞,从那以后,我们一直在努力尝试解释它们。

这些快速射电暴似乎来自银河系外,通常在几亿光年之外。要从如此远的地方观测到它们,它们在几分之一秒内释放的能量必须相当于太阳80年所释放的能量。解释的范围从黑洞碰撞到来自地外文明的信号。

然而,在天文学家设法弄清楚它们之前,宇宙又给了我们一个难题。从30亿光年之外的一个小星系发出的被称为FRB 121102的爆炸被认为正在重复。就在2017年8月的一天惊人地重复了93次,排除了单个事件作为其原因——无论什么触发了爆炸,都必须是持续的。因此,frb可能是由快速旋转的中子星或物质不断落入黑洞造成的。

当然,FRB 121102可能是一种误导:重复FRB和非重复FRB可能有两种不同的原因。2018年10月,宣布了新的19个非重复FRB,包括迄今为止检测到的最接近和最亮的FRB。研究它们的性质将有助于我们确定它们的本源星系——我们希望最终确定导致它们的灾难性过程。

8

霍格发现的这个东西是

没有人知道这个甜甜圈状星系是如何形成的©NASA/哈勃太空望远镜
没有人知道这个甜甜圈状星系是如何形成的©NASA/哈勃太空望远镜

我们生活在一个被称为银河系的扁平螺旋星系中。其他被称为椭圆星系的星系,形状像橄榄球。然而,霍格发现的这个东西是似乎两者都不是。它有一个古老的黄色核心,周围环绕着一个年轻的蓝色恒星组成的外环。但在中间,什么都没有。就像有什么东西把螺旋扫走了。宇宙中没有其他星系与之相似,天文学家们对它是如何形成的感到困惑。

它是美国天文学家阿瑟·霍格在1950年发现的,迄今为止最可行的解释可能是,在20亿到30亿年前,一个小星系在较大的盘状星系中疾驰而过,形成了这种不寻常的结构。但附近没有任何可能成为“子弹”的星系的迹象,这样的碰撞会加速霍格天体的核心——而观测表明它旋转缓慢。更复杂的是,如果你仔细观察大约一点钟的位置,你会发现隐藏在星系内部的是一个更小的星系。

9

太空中的百慕大三角

当国际空间站上的宇航员通过某个空间区域时,会发生奇怪的事情。。。©盖蒂
当国际空间站的宇航员通过太空的某个区域时,奇怪的事情就会发生……©盖蒂

想象一下,你正闭着眼睛入睡,突然被一道强烈的闪光吓了一跳。这正是一些宇航员在穿越南大西洋异常区(SAA)时所报告的情况。南大西洋异常区是地球磁场的一个区域,也被称为太空的百慕大三角。科学家们认为,这与范艾伦辐射带有关。范艾伦辐射带是由两个带电粒子组成的环,它们被困在地球的磁场中。

我们的磁场并不是与地球的旋转轴完全对齐的,这意味着这些范艾伦带是倾斜的。这导致了南大西洋上空200公里的区域,在那里这些辐射带最接近地球表面。当国际空间站经过这个区域时,电脑会停止工作,宇航员会经历宇宙闪光——可能是由于辐射刺激了他们的视网膜。与此同时,哈勃太空望远镜无法进行观测。对SAA的进一步研究将对未来的商业空间旅行至关重要。

这是331期的摘录BBC聚焦杂志。

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宇宙中最神秘的物体

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