

我们太阳系中几乎所有的冰、岩石或气体团块,从哈雷彗星到地球再到木星,都是以同一种方式形成的:来自太阳诞生后遗留下来的尘埃和气体旋转云。因此,当天文学家发现一个来自星际空间的未知天体,身后拖着一个蒸发中的、类似彗星的羽状物时,他们自然而然地认为它也起源于另一颗恒星的周围。
但如果不是呢?如果这个被称为鲍里索夫的星际访客,代表着一种全新的彗星形成方式的第一个例子呢?马歇尔·尤班克斯(Marshall Eubanks),一位在私营公司Space Initiatives担任物理学家的科学家,自20世纪80年代在NASA喷气推进实验室工作以来,一直在思考垂死恒星周围的宇宙尘埃是否能够凝聚成类似恒星的物质。如果恒星喷发出的尘埃云确实能凝聚成固体块,那么星际空间可能充满了这种黑暗的、类似彗星的天体。他认为,鲍里索夫可能提供了一个转瞬即逝的机会,在最近的arXiv预印本中,让天文学家研究这种否则无法看到的形成过程。
“这就像一部不时从库房里拿出来的老电影,”尤班克斯说。“它很快就会消失,我们必须弄清楚现在该做什么。”
形成一颗彗星——或者一个行星——需要两个简单的条件。要有足够的尘埃和气体供引力将物质聚集在一起,并且不能有太大的运动将其中的物质分离开。我们的太阳系在其年轻时代满足了这些条件,尤班克斯想知道它是否会在衰老时经历第二次创世爆发。
当类似太阳的恒星(质量大约是太阳的一到十倍)耗尽燃料时,它们会膨胀成红巨星,经历剧烈的骚动,将碳和氧从核心中搅动并排出,最终塌缩成小而明亮的白矮星。这些明亮的残骸就像天文学家的探照灯,照亮了恒星在其死亡过程中抛出的所有物质——被称为“行星状星云”的巨大而上镜的气体和尘埃泡。
对这些星云的近距离观测揭示了巨大的气体球,其大小相当于我们整个太阳系,正从其主星飞离。这些“彗星状星团”的质量与地球相当或更大,拥有足够的物质来形成类似鲍里索夫的天体。而且,由于恒星在白矮星阶段静静地发光,这些星团可能足够平静,能够自行凝聚。此外,尤班克斯说,由于太阳系在死亡时喷出的物质比在其形成时多得多,因此有理由认为大多数星际旅行者来自它们生命的终点。
尤班克斯称这使得鲍里索夫成为“星尘彗星”的绝佳候选者,而早期观测尚未排除这种奇特的可能性。这种假想彗星的成分与标准行星彗星的成分不同。例如,许多可能富含从恒星核心在骚动中被搅动出的特定形式的碳。碳倾向于吸收氧气,阻止其形成水,尤班克斯说这可能解释了为什么鲍里索夫看起来如此干燥。
他还追溯了这颗彗星的轨迹,它似乎起源于一个被称为沃夫360星流的相似恒星流。如果这个星团年轻,这个理论将无法成立。但这个星流似乎足够古老,以至于垂死的成员可能正在发出富含碳的使者。
尤班克斯还对鲍里索夫的彗尾中应该可见的各种成分的特定含量做出了预测,如果它确实是一颗星尘彗星的话。“关键在于它是可检验的,”他说。“那里有水或者没有水。有碳化硅或者没有。你应该可以用好的望远镜看出来。”
他希望这篇目前正在接受《天体物理学报快报》同行评审的论文,能够启发天文学家在今年春天进行适当的测量,当时鲍里索夫正逐渐脱离太阳的光芒,但尚未离我们太远。“从现在到三月是解决这类问题的时间,”他说。“一年后,就太晚了。”
其他研究人员表示,这个想法还需要更多的理论工作。“这引入了一些未言明的奇迹,”范德堡大学(Vanderbilt University)的天文学家鲍勃·奥戴尔(Bob O’Dell)说,他一生致力于行星状星云的研究。他质疑脆弱的彗星状星团能否存活足够长的时间来凝聚成固体天体,但他认为鲍里索夫可能是这些遥远实体结晶的概念令人兴奋。“对于像我这样对行星状星云中的凝结现象着迷的人来说,”他说,“很高兴看到它们可能导致你可以近距离看到的东西。”
如果垂死恒星喷射出的物质中即使有一小部分变成了块状固体物质,它们也会在恒星之间的空间中散布着类似鲍里索夫的彗星,这反过来又可以更新关于太阳系如何形成的理论。“星际介质(would be like)就像在吃葡萄干面包,”奥戴尔说,“而这会改变行星形成的进程。”
天文学家可能因为连续发现了鲍里索夫和它神秘的前身‘奥陌陌’而走运,但下一代天空扫描仪器,如即将推出的Lidarsynoptic Survey Telescope (LSST),将有助于天文学家更全面地统计从2023年开始穿过我们太阳系的各种天体。“LSST应该能找到像鲍里索夫和‘奥陌陌’这样的大量天体,”尤班克斯说。“我们有机会开始回答这些问题。”