Oumuamua可能是一座巨大的星际氢冰山

自从Oumuamua在2017年被发现以来，在我们太阳系中探测到的第一个星际物体一直是天文学家无穷无尽的兴趣的来源。这块巨大的太空岩石有着不同寻常的雪茄形状，上下颠簸，不容易被归类为彗星或小行星。关于这个星际入侵者的不确定性导致了关于它的来源和组成的各种理论的扩散。有人猜测这是一只宇宙尘埃兔子，一艘外星宇宙飞船，或者是一颗被其宿主恒星撕裂的小行星的残留物。

本周，两位耶鲁大学的天体物理学家提出了一种新的理论，认为“奥穆阿穆亚具备星际冰山的特质”。这项研究最近以预印本的形式发表，并被接受发表在“天体物理杂志快报”上，它追溯了欧穆阿木亚的起源，可以追溯到一个巨大的分子云。这些幽灵般的天体是巨大的恒星托儿所，可以绵延数光年，含有足够形成数万颗恒星的气体。但根据这项新的研究，它们也可能喷出看起来和行为都很像“欧穆阿穆瓦”的氢冰山。

“尽管氢冰山的事情有点异国情调，但它解释了‘欧穆阿美亚’的每一件神秘的事情，”达里尔·塞利格曼说，他是芝加哥大学即将上任的博士后研究员，与他在耶鲁的博士导师、天体物理学家格雷戈里·劳克林共同撰写了这篇论文。如果塞利格曼和劳克林是对的，“欧穆阿穆亚不仅将是第一个被发现的星际天体，而且也将是第一座氢冰山。”

氢通常以气体的形式存在，是像我们的太阳这样的恒星中推动聚变过程的物质。但是如果它变得足够冷，氢可以凝固。宇宙中唯一已知的足以引起这一相变的足够寒冷的区域是巨大分子云的致密、冰冷的心脏。“关于氢冰的研究并不多，因为它的升华温度很低，”塞利格曼说，他指的是固体直接转变为气体的点。他说氢在零下450华氏度左右结冰，仅比绝对零度高几度。

巨型分子云的核心寿命相对较短，只有几十万年。随着时间的推移，它会被星系的搅动侵蚀，直到消失。但根据氢冰山理论，在核心短暂存在的过程中，冻结的氢分子会附着在云层中的尘埃上，形成一大块冰。这是一个极其缓慢的过程；几十万年后，它将产生一座只有几百米宽的冰山。对于像‘Oumuamua’这样的物体来说，这是完全正确的，NASA的研究人员计算出它的长度不到800米。

冰山理论也可以解释“欧穆阿瓜怪异的雪茄形状”。巨型分子云核心消散后，冰山漂浮在空隙中，不断受到宇宙辐射的轰击。辐射会从某些方向比从其他方向撕裂冰山更多，这将导致冰山更加拉长。塞利格曼将其比作一块肥皂，使用时肥皂会变得更加扁平和椭圆形。

但塞利格曼对氢冰山理论最感兴趣的原因是，它可以解释为什么“奥穆阿穆亚”在进入太阳系时开始加速，而这不能仅靠重力牵引来解释。几位不同的天文学家提出的一种主要理论认为，“欧穆阿穆亚是由从太空岩石上迅速沸腾的气体推动的，这种现象被称为放气。”这就是彗星明亮的尾巴的原因，彗星的尾巴通常由二氧化碳和水等化合物组成。但是，当天文学家观测到“Oumuamua”时，他们没有检测到可以解释该物体加速的放气现象--当然，除非它吐出纯氢，而进行观测的望远镜无法检测到这一点。

塞利格曼和劳克林的理论是一个诱人的解释，涵盖了“欧穆阿穆亚最神秘的特征”。但它也召唤出了一种全新的天体物理对象-氢冰山-这是以前从未观察到的，甚至几乎没有理论化。塞利格曼说，在1990年代的一篇天文学论文中，仅有的一篇提到了类似的东西，该论文提出了固态氢可以解释暗物质的理论。

海军学院的天文学家马修·奈特(Matthew Knight)之前曾研究过这个星际天体，他说，就物理学而言，氢冰山没有理由不存在--它们似乎确实解释了很多关于奥穆阿穆阿的事情。奈特说：“我们在细长的形状和如何获得加速度的能量方面一直存在问题，这在文献中没有太多报道。”“他们在全面解释可能发生的事情方面做得非常出色。”

然而，不同寻常的说法需要不同寻常的证据，我们可能永远不会确切地知道“欧穆阿穆瓦”是否真的是一块氢冰。这个星际物体正以每小时7万英里的速度冲出太阳系，不可能被观测到，除非启动星际任务来拦截它。

但也许还有另一次机会来观察另一个类似的情况。许多天文学家认为，星际天体可能会定期经过我们的太阳系，像智利的大型天气观测望远镜这样的下一代望远镜将在它们离开之前很久就能探测到它们。这将给天文学家足够的时间来测试关于这些物体是由什么组成的以及它们是如何形成的理论。塞利格曼说，如果冰山理论是正确的，天文学家们预计会看到这些物体在太阳系中移动时形状发生变化。最剧烈的变化将发生在该物体最接近太阳的时候，那时它会迅速蒸发掉氢气。

奈特说：“这个想法击中了我们很难全面解释的许多事情，并开启了新的调查，当发现新的星际物体时，这些调查应该进行。”“如果我们能证明它真的是由氢冰制成的，那将是一个非常令人兴奋的结果。”

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