长周期彗星 图片来源：pixabay

奥尔特云的概念最先由丹麦天文学家Jan Oort在1950年提出，他定义奥尔特云的半径延伸至10万倍日地距离外的太阳系边缘。该区域有着数十亿个比曼哈顿岛更大的冰质岩石，这些岩石就像是太阳系行星形成的浩大工程剩下来的砖块一样。奥尔特云的物体在运动到太阳附近时，会因为阳光加热蒸发其中的冰，而成为长周期彗星。其中一块巨大的长周期彗星可能在大约6600万年前解体形成希克苏鲁伯碎块（Chicxulub impactor），从而导致了恐龙的灭绝。

导致恐龙灭绝的彗星碎块 图片来源：pixabay

奥尔特云的外边界位于太阳系距离最近的阿尔法半人马星系一半的地方。因此，如果其他的恒星也拥有着与太阳系类似的奥尔特云的话，那么，这些奥尔特云就会像摆放好的台球那样紧密相邻。

恒星对处在星系边缘岩石的引力并不是特别强，如果有其他恒星经过并对这些岩石产生引力干扰，它们很容易就会脱离该恒星体系进入星际空间。由于这些物体围绕恒星运动的起始速度很小，它们会继承其母恒星相对于定域静止系的运动。因此当科学家们发现首个星际物体奥陌陌（‘Oumuamua）在定域静止系中几乎完全静止时，他们感到十分震惊，因为在这片区域的500个恒星中只有一个处于静止状态。

尽管科学家们之前一直尝试寻找奥陌陌的起源恒星，但因为任何方向的视线都会被银河系中四处弥漫的奥尔特云所阻挡，这一点很难办到。2017年奥陌陌的发现让人震惊的另一点是，科学家们预估了来自于奥尔特云类似物中的星际岩石数量，发现其远远小于科学家们解释奥陌陌类似物所需要的总数值。因此奥陌陌类似物诞生地一定与我们所知道的太阳系有所不同。

最近，Alan Jackson和Steven Desch提出，奥陌陌可能是一个由氮构成的冰山。这一情形很少见，此前在太阳系奥尔特云无数的天体之中，从来没有发现过这样的物体。如果我们发现的首个星际物体就是完全由氮构成的，这意味着类似的氮冰山可能十分的常见。通常，氮是和碳一起通过恒星内部的碳氮氧循环产生的。斯皮策太空望远镜（Spitzer Space Telescope ）的发现对奥陌陌周围含碳分子的存在提出了严格的限制，这在本就缺少彗尾反射阳光形成的可见标志的基础上，又增加了约束。如果一定要解释奥陌陌为什么偏离了恒星引力形成的轨道，那么基于动量守恒原理，奥陌陌1/10的质量一定是蒸发掉了。氮的蒸发会改变奥陌陌的翻转周期并且造成远在观察极限之上的抖动。除此以外，一个氮冰山应该继承其起源恒星的运动，而不是像来源于定域静止系的奥陌陌这样。

奥尔特云的外围会受到星际粒子的轰炸。太阳风具有保护作用，但它的密度会随着距离平方增加而下降，大约在100倍日地距离的地方，太阳风将被星际介质完全阻隔。这一阻隔边界被称为日球层顶，但它的半径仅为奥尔特云半径的1/1000。在我与Merav Opher, James Drake 以及Gabor Toth最近共同撰写的论文之中，我们提出了日球层顶形状是近似圆形的蓬松的羊角面包。在日球层顶以外，奥尔特云的物体和其他星际物体暴露在相同的环境中，承受着高能宇宙射线，灰尘以及星际气体粒子对它们表面造成的伤害。

那么奥尔特云的外围到底是如何形成的呢？在我和我学生Amir Siraj最近完成的一篇论文中，我们提出了一种假设：在起源星团中，太阳曾经短暂地有过一个的双星伙伴，这个双星伙伴可能捕捉到了星团环境中可观察到的奥尔特云外围物体，这一过程也能够解释一些遥远行星存在的可能性，比如假设的第九行星。

但另一更令人震惊的发现是，大部分奥尔特云的物体都不受太阳的引力束缚。在我和Amir的另一篇论文中，我们提出了最近发现的星际彗星2I/Borisov很有可能来自于另一恒星的奥尔特云，这意味着星际物体的数量可能超过了太阳系奥尔特云中物体的数量。换句话说，受太阳束缚的奥尔特云物体是在充满着许多其他来来往往星际物体的汪洋之中游泳。不仅如此，彗星2I/Borisov的发现也说明了银河系中部分的碳和氧可能是存在于星际物体之中的。

进入太阳系的系外物体 图片来源：pixabay

星际物体小至灰尘颗粒大至行星。众所周知的是，已经存在于星际空间超过一个世纪的宇宙灰尘在不断补充着太阳系灰尘，而太阳系灰尘能够反射阳光，形成我们所看到的黄道光。最近，光学引力透镜实验（ Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE)）辨别出了一些独立的行星，这一实验在过去通过行星对背景恒星光度产生的特殊引力透镜影响，发现了几颗类似的行星。

总的说来，银河系中充满着各种物体，有些受到了母恒星的束缚，但大部分都飘荡在星际空间之中。当这些不受约束的物体经过太阳系时，研究他们能够帮助我们了解它们的起源地，而无需我们长途跋涉到那里去。依靠我们现有的化学火箭，到达银河系中心所花费的时间将是地球年龄的1/10。

最有趣的是，新发现的星际物体能够让科学家在被冲到太阳系“岸边”的岩石之中寻找“漂流瓶”，这些漂流瓶可能携带着其他文明的信息。正如康德（Immanuel Kant）在《纯粹理性批判》（Critique of Pure Reason）一书中所说：“如果可以根据某种经验来判断我们看到的行星中有些是否具有生命体，我会把一切都押在上面。因此我说这不仅是一种观点，而是一种坚定的信念（我敢打赌这信念是正确的），即其他世界上也有居民”。

撰稿：Avi Loeb

翻译：先雨

审校：殷姝雅

引进来源：科学美国人

引进链接：https://www.scientificamerican.com/article/was-the-interstellar-object-oumuamua-a-nitrogen-iceberg/