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2017-11-08 瓶中信──誰人寄來的小行星 1I/2017 U1 ('Oumuamua)

 
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撰文:陳英同(中央研究院天文所博士後研究員)

  數百公尺至數十公里以上的岩塊在太陽系飛來飛去不稀奇,畢竟在火星跟木星之間,就有上百萬顆小行星。但是來自另外一個太陽系的小行星,從太陽系的頭頂衝進太陽系,這就是史無前例了!

發現的過程

  2008年開始的巡天計劃──泛星計畫(Pan-STARRS 1),利用位於夏威夷的1.8米專屬望遠鏡,對3/4個天空找尋移動天體的大型國際計劃,至今已經找到26顆彗星、數百顆古柏帶天體、超過三千多顆的近地小行星,以及為數非常多的小行星。由於它的快速反應系統以及持續觀測,假如有新的天體出現在天空中,它能在短時間內就讓全世界的天文學家知曉並及時觀測。

ARRS

Credit: PS1SC

  就在上個月的10月19日,泛星計畫發現了一顆看似平凡、卻又分非常詭異的天體──C/2017 U1,此處的C為彗星英文Comet的縮寫(彗星命名規則請參照註1)。這個天體的軌道呈雙曲線,也就是說,它只會進來太陽系一次,不會週期性地繞著太陽運行。其實這種天體在記錄上並不少見,但大都是可以看到彗髮的彗星。

Comet-PanSTARRS

Credit: Paulo Holvorcem & Michael Schwartz (NASA grant #NNX15AE89G)

  但是這一顆天體的離心率卻是破記錄的1.2,之前記錄中最高的離心率也才1.057。天文學家利用位於智利的八米超大望遠鏡(Very Large Telescope,簡稱VLT)做後續觀測後,並沒有發現任何的彗星活動,所以在幾天後,國際天文聯合會的小行星中心(Minor Planet Center,簡稱MPC)就將它重新命名為前所未有的編號A/2017 U1,此處的A為小行星英文Asteroid的縮寫(註2)。在11月6號,小行星中心正式宣布星際小行星的命名格式──數字加上英文大寫I,也就是A/2017 U1現在正式的名字為1I/2017 U1 ('Oumuamua)(註3)。'Oumuamua在夏威夷語裡,是指從遙遠過去派來的偵察員或信使,有的臺灣天文同好暱稱其為「黑麻麻」(台語發音)。

PanSTARRS-A2017U1

Credit: NASA / JPL / Horizons

真的是星際小行星嗎?

  問題來了,這顆小行星到底是從哪來的?是從太陽系某處跑來的,還是從太陽系外面來的。在動力學上,這種雙曲線軌道的天體,有可能是一般的移動天體,受到太陽系的行星重力影響,而改變成雙曲線軌道。但是A/2017 U1的軌道傾角高達122度,也就是它是以幾乎垂直的角度衝向太陽,跟在太陽系盤面上的行星並沒有交集。另外一種可能性,是彗星因為表面的噴發而改變成雙曲線軌道,但是觀測上並沒有發現任何的彗星活動。所以這顆奇異的天體一定是從別的地方來的!

  這種前所未見的天體,當然就引起天文學家的高度興趣!在這個講求效率與速度的現代天文中,在A/2017 U1發現一個禮拜後,馬上就有研究人員對它做了光譜觀測及來源推測,並發表了論文(註4)。觀測結果發現,A/2017 U1的表面呈現偏紅色,這正與我們太陽系古柏帶及更遠的天體的表面特徵類似,也很符合太陽系在早期形成過程中散射出眾多小天體的機制。而且A/2017 U1進入太陽系的方向,也恰巧與太陽在銀河系中的運動方向非常靠近,就像是雨天開車,前方的擋風玻璃就是雨滴撞擊最多的地方。雖然與太陽鄰近的恆星都不太可能是它的來源,但是這再再的證據,都直指A/2017 U1非常有可能是太陽系外面來的小行星!

C2017U1

Credit: Tony Dunn orbitsimulator.com

跟時間賽跑

  由於發現A/2017 U1時,它已經過了近日點,也就是說未來它只會離我們越來越遠,越來越暗,也越難看見。天文學家只能好好的把握這所剩不多的時間,趕緊對這個或許是唯一一顆的星際小行星進行觀測。根據目前的觀測結果推論,它的自轉週期約六天,比太陽系內小行星平均八小時的自轉週期慢非常的多。觀測能力最好的哈伯太空望遠鏡,已經在11/6對A/2017 U1做了六個軌道的觀測。相信在2018年來臨前,天文學家能到得到更多關於這顆星際小行星的資訊,破解瓶中信帶來的訊息!

註1: http://tamweb.tam.gov.tw/faq/040507-2.htm

註2: 目前最新的觀測與軌道:http://minorplanetcenter.net/db_search/show_object?utf8=%E2%9C%93&object_id=A%2F2017%20U1

註3: http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K17/K17V17.html

註4: https://arxiv.org/abs/1710.11364
https://arxiv.org/abs/1710.09977
https://arxiv.org/abs/1711.00445

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