在大多数标准看来，太空极其空旷，平均每四立方米的体积中仅包含一个质子。在这片浩瀚无垠、难以理解的宇宙海洋中，整个星系都如同散落的海泡——更不用说恒星、行星和其他在虚空中显得微不足道的较小天体了。对于漂浮在深空中的随机物质团块来说，彼此相遇似乎近乎奇迹。
然而，它们确实相遇了，而且数量惊人。恒星和行星经常将较小的物体抛入星际空间，这是轨道力学不可避免的结果。“奥陌陌”的近期发现——这个神秘的、同类首个的星际物体，去年在它靠近太阳时被偶然发现——证实了这一点。统计推断表明，可能有一千万亿个类似的物体潜伏在银河系恒星之间的黑暗空间中，数量如此之多，以至于总会有一个这样的遥远过客飞过以地球围绕我们恒星运行的轨道为界限的假想球体。 “奥陌陌”估计大小约为半公里，在某些方面代表了星际冰山一角；正如海滩上的沙粒远多于大石头一样，对于每一个像“奥陌陌”大小的天体在星系中游荡，应该有更多、更多更小的物体。科学家们已经知道许多微观的星际移民——宇宙射线和微米大小的星尘碎片，它们偶尔会撞击航天器——但除了“奥陌陌”之外，从未明确发现过更大的物体。
现在，两位研究人员——哈佛大学天文学系主任阿维·勒布和哈佛大学本科生阿米尔·西拉杰——表示情况已经改变，他们认为 2014 年 1 月观测到的一颗不起眼的流星实际上是来自另一颗恒星的弃儿。他们在提交给《天体物理学杂志快报》进行同行评审的预印本中详细介绍了他们的结果。如果得到证实，这一发现可能有助于开辟星际流星探测和研究的新领域。
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一个夸张的说法
勒布解释说：“以前解决这个问题的方法就像在路灯下寻找钥匙，我们的太阳就像是照亮周围环境的路灯，而过境的星际物体就是钥匙。” “这是一个好技术——‘奥陌陌’就是这样被发现的——但这真的限制了你，尤其是在试图弄清楚物体的成分时。”
在他们的研究中，勒布和西拉杰使用了一种不同的方法，在来自近地天体研究中心 (CNEOS) 三十多年的数据中寻找星际物体的证据。CNEOS 是美国宇航局运营的全球流星目录，由美国政府传感器网络探测到。
勒布说，由于较小尺寸的星际物体应该更多，“这些物体很有可能以流星的形式出现在我们面前，因为它们与地球相交的机会更高。” 监测流星在我们地球大气层中燃烧殆尽时留下的明亮轨迹，不仅可以揭示物体的大小和成分，还可以揭示其相对于地球和太阳的轨迹和速度。如果一颗流星的推断入射速度超过约 42 公里/秒——太阳系在地球附近的逃逸速度——那么它的轨迹可以被认为是“双曲线”的，这意味着它可能是一个“不受束缚”的星际过客，移动速度太快而无法被太阳的引力捕获。
在 CNEOS 数据库中，只有一件事件符合勒布和西拉杰的保守标准：2014 年 1 月 8 日在巴布亚新几内亚海岸附近的火球。根据两人对 CNEOS 数据的分析，这颗流星大小为半米，质量接近 500 公斤，以接近 44 公里/秒的速度进入地球大气层，然后在太平洋上空高处爆炸。 值得注意的是，流星的轨迹表明它并非像人们可能预期的那样与地球正面相撞，即一颗快速移动但在我们恒星周围逆行轨道上的本地物体。相反，它似乎是从后面猛扑过来，在我们地球绕太阳运行时赶上了地球——这表明它相对于我们太阳系的实际速度已经超过了惊人的 60 公里/秒。 通过重建该物体最有可能到达地球的路径，勒布和西拉杰没有发现之前与木星或其他大型天体有过近距离接触，而这些接触可能会提高其速度。
这颗流星是来自另一颗恒星的岩石的证据似乎好得令人难以置信，尤其因为 CNEOS 数据最好谨慎解读。该目录的主要来源是美国军方运营的机密地球观测卫星，这些卫星可以记录进入我们星球大气层的火球的亮度、方向和持续时间。出于国家安全原因，政府拒绝发布有关卫星秘密测量中潜在不确定性来源的信息。
西拉杰说：“起初我不相信。” 在一周的时间里，他和勒布反复检查他们对 CNEOS 数据的分析，始终得出相同的结论：这颗流星必定具有星际起源。 最终，他们选择在另一件研究得更透彻的事件上测试他们的方法——2013 年在俄罗斯城市车里雅宾斯克上空爆炸并造成破坏的 20 米流星。 利用车里雅宾斯克火球的视频记录，“我们使用我们的方法推导出了它的轨道，并且它与 [CNEOS 数据] 非常吻合，”西拉杰说。 “当我看到这一点时，我想，‘我的天哪，这是真的。’”
生命的星际起源？
据估计，这颗流星的极端速度不仅远高于围绕太阳运行的天体，而且也远高于在银河系星光点缀的薄盘中旋转的其他附近星系的典型速度。 勒布说，这意味着它推测的星际起源绝对是奇异的。 “要么它来自星系的厚盘 [环绕薄盘像光环一样的小而弥散的快速恒星子集],” 他说, “要么它来自星系的薄盘，来自行星系统的内部区域，那里的天体以更高的速度运行。”
这对研究人员的分析还表明，这种规模的星际物体至少每十年撞击地球一次——这意味着在地球 45 亿年的历史中，可能已经有近五亿颗这样的物体像雨点般落在我们的星球上。 勒布和西拉杰估计，我们附近的恒星在其一生中应该会喷射出 0.2 到 20 个地球质量的此类物体——并且在任何时候，都应该有大约一百万个物体在我们地球围绕太阳运行的轨道内的某个地方。
这些可能性具有深远的意义。 勒布说：“其中一些物体可能会在行星系统之间转移生命，” 他指的是一种被称为胚种论（古希腊语，意为“所有种子”）的广泛理论，该理论假定生命最初起源于外太空，并且可以在行星之间轻松迁移。 原则上，在某个有生命的世界中，外星微生物躲藏在巨型撞击抛射到太空中的岩石中，可能会在星际旅行和火热地进入行星大气层后幸存下来。 一些研究人员提出，这甚至可以解释地球上生命的早期出现，化石记录表明，地球上生命的早期出现速度惊人地快，发生在 40 多亿年前，几乎就在我们星球冷却到足以容纳液态水时。 “如果这颗流星确实是星际的，它就证明了一个概念，” 勒布说。 “当然，它烧毁了，但更大、更稀有的流星不会。而且我们不需要每十年一次的撞击来为早期地球播种。”
然而，即使勒布和西拉杰的流星设法到达地球表面，胚种论这一神秘主题的其他专家也认为它不会带来任何活物。 “更有可能的是，这个物体不是来自可居住的（更不用说有人居住的）天体，而是来自冷冻的类彗星天体的一部分，” 马萨诸塞理工学院的行星科学家和陨石专家本杰明·韦斯说。 韦斯说，更根本的是，关于这颗特殊太空岩石是星际的说法是有问题的。 “（勒布和西拉杰）使用的流星目录没有报告入射速度的不确定性，” 他指出。 “在接受这颗流星为星际流星之前，需要量化这些不确定性。”
未知的不确定性
NASA 喷气推进实验室 CNEOS 目录的管理器保罗·乔达斯也持这种观点。 “我们在 CNEOS 只是发布报告给我们的火球数据；我们没有关于不确定性的信息，” 他说。
乔达斯说，在今年 3 月，他和 CNEOS 的其他工作人员根据他们自己对 2014 年巴布亚新几内亚流星轨道的计算，将其标记为可能具有星际性质——但由于担心数据质量而未发布该结果。 他说，勒布和西拉杰“非常不同寻常”且“高度推测性”的说法，“仅基于几个可能高度不确定的数字。” （在他们的论文中，勒布和西拉杰引用了之前的研究，该研究报告称，CNEOS 目录对于米级大小流星速度的典型不确定性小于 1 公里/秒——对于他们候选星际火球的巨大测量速度而言，这是一个微不足道的偏移。）
当被问及 CNEOS 火球目录中的不确定性时，NASA 的“行星防御官员”林德利·约翰逊指出，其条目代表了对数据的“以从未、从未打算过的方式”的使用。 尽管最初被设想为一个简单的火球时间、位置和能量水平列表，但十多年前，该目录也开始纳入对数据特别丰富的事件的速度和方向性的估计，希望研究人员可以使用这些预测来追踪来自陆地上发生的大型火球的陨石碎片场。 不久，特别大胆的分析师开始使用这些预测来回顾过去，拼凑流星的潜在轨道历史，以将它们以及它们产生的任何陨石与某些小行星族联系起来。 约翰逊说，这“已经将对数据的信任延伸到任何真正具有科学有效性的范围之外”。 “现在 [勒布和西拉杰] 想根据如此微弱的数据推测某些可能是星际物体？ 这真的让我觉得可信度已经突破了极限。”
加拿大西安大略大学的行星天文学家和著名流星专家彼得·布朗说，即使 CNEOS 目录平均质量非常高，任何单个数据点（尤其是对于较小流星）的有效性仍然值得怀疑。 “从统计学上讲，我认为该目录推导出的轨道、速度和轨迹都很好，” 他说。 “但我们根本不知道哪些是好的，哪些是坏的。” 此外，布朗说，在之前其他独立调查使用地面摄像机和雷达站探测到的数千个小型火球中，没有一个明确表现出双曲线轨迹。 “如果像勒布和西拉杰声称的那样，十分之一或二十分之一的人口是双曲线的，那么你就会期望从地面网络的数据中看到相当数量的双曲线——但我们没有看到这一点。”
即便如此，布朗补充说，“其他人从不同的学科来应用他们自己的方法来处理这个丰富的数据集，这是一件非常棒的事情……星际陨石必定正在撞击地球大气层，而火球是寻找它们的自然方式。我们只需要以令人信服的方式找到它们，以无法被视为测量不确定性的方式找到它们。”
自然，这是勒布和西拉杰宏伟计划的一部分。 他们说，寻找星际流星的下一步是确保不仅可以探测到潜在的双曲线火球，而且还可以对其进行表征。 如果使用合适的设备进行观测，火球的光可以分解成彩色光谱，该光谱充当“条形码”，以揭示物体的化学成分——这是关于它是否在我们太阳周围形成的至关重要的线索。
勒布说：“每隔几年，我们应该就会遇到一颗这样的双曲线流星。” “如果我们只是确保观测者标记出速度过快的火球，我们就应该能够建立光谱调查，以获得每一颗火球在地球大气层中燃烧殆尽时的光谱，并真正证明其起源于太阳系之外。 这当然是一件值得投资的事情！”