天文学家在周四晚些时候宣布，有史以来第一次，一颗来自另一颗恒星的小行星或彗星被捕捉到正飞速穿过我们的太阳系。这个临时被命名为 A/2017 U1 的天体，直径似乎小于半公里，并且正以每秒略高于 40 公里的速度运行——比人类最快的出境太空探测器还要快。因为这是首次发现此类天体，所以目前还没有正式的命名规则，其发现者也不愿意提出“星际”以外的任何名称。 无论人们如何称呼它，它目前正快速远离太阳，并引发了一场天文学家蜂拥而至的观测热潮，他们急于在它完全消失在星际空间的黑暗中之前对其进行观测。
“我们现在只能说，这是从另一个恒星系统中抛出的东西，”夏威夷大学的天文学家凯伦·米奇说。米奇正在帮助协调一项全球观测活动，目前包括在智利和夏威夷的大型望远镜上进行的夜间观测，以及哈勃太空望远镜的五个轨道观测。“每个人都在努力争取时间，在接下来的几天内，紧急地使用大型望远镜来观察这个天体，”她解释道。
究竟望远镜会看到什么，没有人能猜到。天文学家首先会尝试确定天体的确切大小（基于其亮度），以及其形状和自转速度（基于其亮度如何波动）。他们还将设法测量 A/2017 U1 的颜色，甚至可能是光谱——其发射和吸收光的更细微的细节。综合来看，所有这些信息都可能显示 A/2017 U1 究竟是由什么构成的——例如，主要是岩石还是冰——并有可能揭示更多关于其历史和起源的信息，就在遥远的星空中。
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米奇说，最有可能的是，这个天体是来自另一个恒星系统的弃儿：一颗太空岩石，在恒星动荡的幼年时期被抛出，当时它被嵌入碎片盘中的新形成的巨行星所环绕。“其中一颗行星发挥了它的重量，并将这个东西和许多其他东西抛来抛去，”她说。“所以现在我们有一个来自另一个行星系统的碎片飞掠地球，飞过我们的太阳系，我们短暂地有机会对其进行研究。”
这张示意图显示了 A/2017 U1（虚线）穿过行星平面（称为黄道面），然后转向并向外返回的路径。插图显示了该天体穿过内太阳系的路径，其中短实线段显示了该天体可以被大型望远镜观测到的短暂的两周时间内的路径部分。
据认为，同样的過程在数十亿年前也围绕着我们自己的恒星展开，当时木星和土星形成。这些巨行星可能将碎片散布到整个太阳系，帮助形成了小行星带以及冰冷的柯伊伯带，其中矮行星冥王星是已知最大的成员。大部分散布的碎片最终到达更远的地方，大约在距太阳一光年的彗星球壳中，称为奥尔特云。最遥远的碎片可能完全逃离了太阳系，甚至现在可能还在虚空中巡航，前往未知的方向。
双曲线轨道
A/2017 U1 于 10 月 19 日首次被夏威夷大学的博士后研究员罗布·韦里克发现。当他查看大学的 Pan-STARRS 望远镜的图像时，发现了它——一个在天空中划过的一颗微弱的淡点，该望远镜从哈雷阿卡拉山搜索近地天体 (NEO)。“当我第一次看到有问题的天体时，我立刻认为这是一个以前从未见过的 NEO，非常靠近地球，”韦里克说。“但是当我开始寻找其他夜晚的额外探测结果时——当我[在来自]前一晚的图像中找到它时，数据就变得不合逻辑了。”
天文学家马可·米凯利应韦里克的要求，使用位于加那利群岛的欧洲航天局望远镜进行的后续观测，只会加深了谜团。根据估计的速度和运行方向，该天体似乎处于“双曲线”轨道上，以足够快的速度离开太阳，完全摆脱我们恒星的引力束缚。除非是从地球发射的稀有太空探测器，否则任何具有足够速度离开太阳系的大质量天体都可能起源于太阳系边界之外，因为仅仅通过与我们的太阳及其行星的自然引力遭遇，很难积累如此高的速度。
韦里克的导师，天文学家理查德·温斯科特收集的进一步一批观测结果，证实了 A/2017 U1 前所未有的运动。从那时起，Pan-STARRS 团队开始与更广泛的天文学界协调对该天体的进一步研究——包括位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的 NASA 近地天体研究中心 (CNEOS) 的研究人员。
“这是我见过的最极端的轨道，”CNEOS 科学家达维德·法诺基亚说，他与其他人一起追踪了 A/2017 U1 穿过太阳系的路径。“我们可以自信地说，这个天体正在离开太阳系的路上，并且不会再回来了。”
黑暗天体，光明未来
根据这些分析，A/2017 U1 来自天琴座方向，以惊人的每秒 25 公里的速度从太阳行星轨道所在的黄道面高处俯冲下来。根据米凯利的计算，该轨道使其在 1837 年比冥王星远 25 倍，并在 2012 年 11 月穿过海王星轨道，冲向太阳。在太阳引力的作用下，9 月 9 日，A/2017 U1 接近太阳 4000 万公里以内——远在水星轨道之内——然后以接近每秒 44 公里的速度被抛回并飞出黄道面，朝着飞马座方向飞去。 10 月 14 日，它经过距离地球不到 2500 万公里的地方——大约是地月距离的 60 倍。然而，天文学家当时无法看到它，因为从我们地球的天空来看，它的轨迹离太阳太近了。
随着它与太阳的距离增加，照射到其表面的阳光减少，A/2017 U1 的亮度将急剧下降。米奇说，它的光芒已经减弱到相当于从地球上看到的冥王星的小卫星之一。到下个月底，它将达到世界最大的地面望远镜在 10 小时曝光时间内能够辨别的极限。再往后，即使是像哈勃这样目光敏锐的太空观测站也将难以看到它。
米奇说：“也许我们有一个多星期，也许是两周的时间窗口，我们可以通过它的亮度来发现这个东西。” 它移动得太快，并且在探测器中记录得非常微弱，以至于 Pan-STARRS 能够发现它似乎完全是出于运气——或者至少是当准备遇到机会时会发生的事情。该望远镜夜复一夜地对整个苍穹进行成像，是已经或即将监视天空的几项“全天”巡天计划之一。 这些设施，最著名的是计划于 2020 年首次亮相的大型综合巡天望远镜 (LSST)，有望彻底改变“瞬变”天文学领域——研究的不是稳定发光的恒星和星系，而是快速移动和变化的事物：爆发的恒星、旋转的小行星和彗星，以及其他在外部夜空中“碰撞！”的任何东西。 还没有人真正知道像 A/2017 U1 这样的星际闯入者多久会掠过我们的太阳系——但像 Pan-STARRS 和 LSST 这样的天文台可能很快就会 выяснить。
韦里克认为，这也许是最重要的事情。“对于‘好吧，那又怎样？’这个问题，最重要的回答是‘好吧，这些东西来自哪里，还有更多吗？’”他说。“关于太阳系，我们仍然有很多不了解的地方，而发现像这样的天体可能有助于我们更好地理解地球和我们的太阳系最初是如何形成的。”