从夏威夷的最高峰到安第斯山脉的高原，地球上一些最大的望远镜将在未来几周内指向一小片微弱的光芒。同一片天空将吸引克里米亚业余天文学家 Gennady Borisov 以及许多其他天文爱好者的注意力，他们宁愿牺牲正常的睡眠，在白天的工作中打瞌睡，也不愿错过这个绝佳的机会。
他们正在寻找的是一位罕见的访客，它即将最接近太阳。之后，他们只有几个月的时间从这个天体中尽可能多地获取信息，然后它将永远消失在漆黑的太空中。
这块岩石和冰块在数百万年前开始了它从地球出发的旅程，跨越了许多光年。这个天体被猛烈的引力推力踢出了它自己的“邻居”——也许来自附近的行星，也许来自一颗路过的恒星。从那时起，它就一直在恒星之间的空间中漂流，最终朝着我们的方向前进。
支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
8 月 30 日，Borisov 在黎明前的天空中发现了这个天体——它发出微弱的光芒，带着宽而粗短的尾巴。后来以发现者 Borisov 的名字命名为 2I/Borisov 彗星，它引起了全球的关注，因为它是有史以来第二个已知从星际空间进入我们太阳系的天体（除了奇异的尘埃粒子之外）。Borisov 说：“这是我的第八颗彗星，太令人惊叹了，”他补充说，“我能得到这样一个独特的天体真是太幸运了”。
它与第一个星际闯入者截然不同，第一个星际闯入者是一个名为 1I/‘Oumuamua 的小型、黑暗、看起来像岩石的天体，它在 2017 年呼啸而过太阳。这两个星际天体共同改写了研究人员对冰冷天体的认知——据估计，银河系中漂浮着多达 1026 个这样的天体。
除此之外，1I/‘Oumuamua 和 2I/Borisov 还首次让我们直接瞥见了围绕年轻恒星并作为行星诞生地点的扁平碎片云的物理和化学性质。这些来自其他行星系统的样本使科学家能够探索太阳系是否是独一无二的，或者它是否与银河系中其他行星系统共享构建模块。
因为天文学家在 2I/Borisov 进入太阳系的过程中发现了它，所以他们有几个月的时间来研究它——这与他们对 ‘Oumuamua 的短暂一瞥不同，‘Oumuamua 是在它离开太阳系的过程中被发现的。因此，他们期望从 2I/Borisov 中学到更多，例如构成其冰冷核心的化合物。这是他们迄今为止对已知围绕另一颗恒星形成的天体的最佳观察。
随着望远镜继续探测天空中的微弱、快速移动的天体，研究人员预计他们将在未来几年发现更多的星际闯入者。“看到这个领域突然打开并观察到一个新领域的发展真是太有趣了，”英国贝尔法斯特女王大学的行星天文学家 Michele Bannister 说。
尘埃起源
星际天体可能起源于年轻恒星周围的气体和尘埃盘中，当冰冷的颗粒聚集在一起时。这些区域也是行星从小核生长，然后由于碰撞和引力推力而在恒星周围的不同轨道上弹跳的区域。
行星在冰冷的碎石中穿行，就像扫雪机在冰雹堆中开路一样。模型结果表明，行星将超过 90% 的“冰雹”甩出其恒星的影响范围，进入星际空间。在那里，它们像孤独分散的天体一样漂流，直到它们碰巧足够靠近另一颗恒星，才被其引力吸引进行短暂的访问。
天文学家曾预计，他们看到的第一个星际天体看起来会像一颗典型的彗星。太阳系中的大多数彗星都来自遥远的奥尔特云，这是一种宇宙深冷地带，距离太阳大约是冥王星距离的 1000 倍。偶尔，某些东西会扰乱其中一颗彗星，并将其送向太阳；当它靠近并变暖时，其彗核会喷射出尘埃和气体，形成经典的彗尾。
但是，当第一位星际访客出现时，它看起来不像一颗传统的彗星。与它们不同，‘Oumuamua 很小——只有 200 米左右宽——而且是岩石状的。此外，它的形状像雪茄，并且首尾翻滚。这几乎是科学家在 ‘Oumuamua 离开太阳系之前所能弄清楚的全部。
相比之下，2I/Borisov 看起来像一颗普通的彗星——研究人员正在利用时间来研究它。“我们非常感兴趣地想看看这颗彗星的化学成分是什么，看看它是否与太阳系中的彗星不同，”檀香山夏威夷大学的天体生物学家 Karen Meech 说。
2I/Borisov 呈红色，并且不断喷射出尘埃颗粒。它的彗核相对较小，可能只有一公里宽，但这对于太阳系彗星来说并不罕见。
马里兰大学帕克分校的彗星专家 Matthew Knight 说：“在 ‘Oumuamua 之后，我们不得不彻底修改我们对星际天体的看法。” “但现在第二个穿过太阳系的天体看起来或多或少，到目前为止，就像我们认为可能从另一颗恒星喷射出的彗星那样。现在我感觉好多了。” 这表明，其他世界形成的恒星系统可能与我们自己的非常相似。
发现接踵而至。在首次观测到 2I/Borisov 仅三周后，天文学家将西班牙加那利群岛的 4.2 米威廉·赫歇尔望远镜对准了它，并发现了从彗星上喷射出的氰化气体分子。这是有史以来首次探测到来自太阳系外访客的气体。
10 月 11 日，另一个研究小组使用新墨西哥州的一台 3.5 米望远镜探测到从彗星上逸出的氧气。氧气可能来自彗星彗核中分解的水，这使得研究人员首次发现来自另一个恒星系统的水进入我们自己的太阳系。总的来说，与天文学家从许多其他天体中看到的相比，从彗星中喷射出的氰化物和水的量并不令人惊讶。
奥兰多中佛罗里达大学佛罗里达太空研究所的天文学家 Maria Womack 说，天文学家正在密切关注，看看他们还能发现哪些其他分子（如一氧化碳）从 2I/Borisov 中逸出，因为它越来越靠近太阳并变暖，这将进一步揭示它与太阳系中的彗星有多相似或多不同。
早期观测还表明，2I/Borisov 可能含有相对较少量的碳链分子，如 C2 和 C3。太阳系中约 30% 的彗星也同样贫碳。它们通常来自相对靠近太阳的地方，而不是来自遥远的奥尔特云。
随着几个月过去，天文学家收集到更多关于 2I/Borisov 的观测数据，他们希望能够更多地了解它起源的行星形成盘。“弄清楚其他系统的构建模块相对于我们的系统会是什么样子，这将非常令人兴奋，”康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学天文学研究生 Malena Rice 说。
研究人员还希望开始揭示星际天体在出现在太阳系之前可能如何在深空中航行。估计表明，这些天体在围绕银河系中心运行时会经历许多力，包括偶尔与其他恒星的相遇或来自银河潮汐的推动。一些科学家试图计算 1I/‘Oumuamua 和 2I/Borisov 可能围绕哪些恒星形成，但追溯它们的轨道很困难——就像试图从伦敦一个酒吧常客最后去的酒吧推断出他们最初是从哪个酒吧开始的一样。
其他问题包括我们何时可以期待下一位星际访客，以及它可能与 1I/‘Oumuamua 和 2I/Borisov 有何不同。在经过数十年的徒劳搜索之后，科学家们没想到会如此迅速地出现两个星际天体。“我仍然感到困惑和震惊，第二个天体来得如此之快，”夏威夷大学的小行星专家 Robert Jedicke 说，他一直在计算星际访客的频率。“它们就像公共汽车，”贝尔法斯特女王大学的天文学家 Alan Fitzsimmons 说。“你等了几十年才来一辆，然后几乎同时来了两辆。”
一些天文学家现在正在仔细研究档案数据，以查看多年前发现的天体是否实际上是星际访客，而研究人员当时并未认出它们。当大型综合巡天望远镜于 2022 年在智利上线时，未来的发现率预计会上升——也许每年会发现一个星际天体——它将每三晚扫描整个可见天空。欧洲航天局一直在研究一种名为“彗星拦截器”的航天器概念，该概念可以访问未来飞掠太阳的星际天体。
一旦天文学家掌握了 10 个或 20 个星际天体，他们应该对这些深空漫游者到底是什么样子有更好的了解。“最终，我们将讨论银河系，把它看作是我们正在其中交换行星系统产物的东西，”Bannister 说。“这将是一种完全不同的天文学研究方式。”
本文经许可转载，并于 首次发表 于 2019 年 11 月 20 日。