2017年10月19日，第一个星际物体“乌穆阿穆阿”被泛星探测发现。这种体验类似于让一位来自另一个国家的惊喜嘉宾来吃晚餐。通过检查这位客人，我们可以了解那个国家的文化，而不需要去那里旅行——在这种情况下，这是一件好事，因为即使是使用传统的化学火箭，我们也要花上10万年的时间才能参观到离我们最近的恒星。

 

令人惊讶的是，我们的第一个星际客人看起来很奇怪，不像我们以前见过的任何东西。当我们意识到它的时候，客人已经出门了，它的形象消失在黑暗的街道上，所以我们没有机会再看一眼它神秘的品质。下面是“Oumuamua”展示的六个特点:

 

假设其他的行星系统与太阳系相似，泛恒星系统一开始就不应该发现这种或任何其他星际岩石。在10年前发表的一篇论文中，我们预测了大量的星际小行星，它们比解释“乌穆阿瓜”的发现所需的小行星要小很多(2到8个)数量级。换句话说，乌穆阿穆阿意味着星际物体的数量远远超过预期。银河系的每颗恒星在其生命周期中都需要抛出1015个这样的天体，才能解释像乌穆阿穆阿这样庞大的群体。因此，类似乌穆阿玛星的天体肯定与我们已知的太阳系天体有所不同。

 

乌穆阿穆阿星起源于一种非常特殊的参考系，即所谓的局部静止标准(LSR)，它的定义是将太阳附近所有恒星的随机运动平均起来。在这幅图中，500颗恒星中只有一颗的移动速度和“乌穆阿穆阿”一样慢。LSR是理想的伪装框架，即隐藏一个物体的起源，避免它与任何特定恒星的联系。乌穆阿穆阿和太阳之间的相对运动反映了太阳相对于LSR的运动。“乌穆阿穆阿就像一个漂浮在海面上的浮筒，太阳系就像一艘快速行驶的船与之相撞。”会不会有一组浮标作为中转站或路标的网络，定义星际空间中银河系的平均参照系?

 

大多数星际小行星在其诞生的行星系统(比如我们太阳系的奥尔特云，其距离地球和太阳的距离为地球和太阳距离的10万倍)的外围时，都被认为会被扯离母恒星，在那里它们与恒星引力的联系最为松散。在这些外围，它们可以以小于每秒1公里的速度被移除，在这种情况下，它们将保持宿主恒星相对于LSR的速度。如果乌穆阿穆阿是来自一颗典型的恒星，那么它一定是被一个异常巨大的速度踢出的。更不寻常的是，它的推力应该与它的母恒星相对于LSR的速度相等且相反。对于太阳这样的典型恒星来说，LSR的速度约为每秒20公里。不管你怎么看，乌穆阿穆阿的动力起源是极其罕见的。这是令人惊讶的，因为第一个参加晚宴的外国客人应该是统计上常见的(特别是考虑到上面第一点推断的人数比通常要多)。

 

我们没有“乌穆阿穆阿”的照片，但它的亮度由于反射的阳光变化了10倍，因为它每8小时周期性地旋转一次。这意味着“乌穆阿瓜的形状非常细长，长度至少是其预计宽度的5到10倍。”此外，一项对其翻滚运动的分析得出结论，如果它具有像煎饼一样的几何形状，那么它将处于从动荡的旅程中预期的最高激发态。这种推测的形状比之前在太阳系中看到的所有小行星都要极端，这些小行星的长宽比最多不超过3。

 

斯皮策太空望远镜没有探测到任何来自乌穆阿瓜的红外辐射形式的热量。考虑到“乌穆阿穆阿”在太阳附近的轨道所决定的地表温度，这就为其数百米的大小设定了上限。根据这一尺寸限制，“乌穆阿穆阿星必定异常闪亮，反射率至少是太阳系小行星的10倍。”

 

乌穆阿穆阿的轨道偏离了仅凭太阳引力就可以预测的轨道。这个偏差很小(0.1个百分点)，但具有高度的统计学意义。当彗星表面的冰因太阳光照而升温并蒸发，通过火箭效应产生推力时，彗星就会表现出这种行为。对乌穆阿瓜的额外推动可能是由于彗星喷出的气体，如果它的质量蒸发了至少十分之一的话。但是如此巨大的蒸发会自然地导致彗星尾巴的出现，而且没有人看到。斯皮策望远镜的观测还对乌穆阿穆阿周围的任何碳基分子或尘埃进行了严格的限制，并排除了普通彗星排出气体的可能性(除非它是由纯水构成的)。此外，彗星喷出的气体会改变' Oumuamua '的旋转周期，但没有观察到这种变化。总的来说，乌穆阿瓜既不是一颗典型的彗星，也不是一颗典型的小行星，尽管它所代表的人口数量远远超过预期。

 

乌穆阿穆阿的轨道所显示的额外推力不可能来自于分裂成碎片，因为这样的事件会提供一个单一的、冲动的踢，不像观察到的连续的推力。如果排除彗星排出气体的可能性，并且推测出的额外作用力是真实存在的，那么只有一种可能:来自太阳的辐射压力造成的额外推力。乌穆阿穆阿需要不到一毫米厚，但至少有20米(对于一个完美的反射器来说)，就像一个人造光剑。在这种情况下，“Oumuamua将类似于日本任务IKAROS展示的太阳帆，或为“摄星计划”设想的光剑。人工起源提供了一种惊人的可能性，即我们在多年未能搜索到来自外星文明的无线电信号后，发现了“瓶中信息”。令人安心的是，这样的光剑在穿越银河系的过程中，会在与星际原子和尘埃的碰撞中幸存下来。

 

在考虑人为起源的可能性时，我们应该记住歇洛克·福尔摩斯(Sherlock Holmes)说过的话:“当你排除了不可能的因素后，剩下的无论多么不可能，一定是真相。”开普勒卫星显示，银河系中大约四分之一的恒星都有一颗地球大小的宜居行星，其表面可能存在液态水，以及我们所知的生命化学物质。因此，可以想象，星际空间充满了人为制造的碎片，这些碎片或以用于侦察任务的设备的形式存在，或以废弃设备的形式存在。然而，为了验证“Oumuamua”的外来人工起源，我们需要更多的数据。正如卡尔·萨根所说，“非凡的主张需要非凡的证据。”

 

事实上，目标任务的可能性增加了一些解释力。每颗恒星发射1015个太阳帆是不可能组成一个随机的“乌穆阿玛天体”群体的。这将要求每五分钟从一个行星系统发射一次的不合理速度，即使所有文明都与银河系的整个生命周期一样长。相反，如果“类乌穆阿玛星的天体不随机取样所有可能的轨道，而是遵循进入太阳系等行星系统最内层、可居住区域的特殊轨道，那么所需的数量可能会大幅减少。”

 

“Oumuamua移动太快，如果没有行星的引力，我们的化学火箭现在无法赶上它。”但由于乌穆阿穆阿需要数千年的时间才能完全离开太阳系，因此，如果我们想在10年或20年内开发出更快的太空旅行新技术，通过一次飞越近距离观察太阳系仍然是可能的。有趣的是，一些经过木星附近的星际物体会失去能量，被太阳系捕获。这些是晚餐的客人，他们在出去的路上撞到一堵墙，吃完饭还呆在那里。太阳-木星系统就像一张渔网。如果我们能够通过它们不同寻常的束缚轨道来识别被困的星际物体，这些轨道相对于太阳系平面有着不同寻常的高度倾斜，那么我们就可以设计任务来访问它们，了解它们的本质。

 

或者，我们可以等待下一个星际客人的出现。在几年内，大型天气观测望远镜(LSST)将投入使用，对“乌穆阿玛阿类天体”的探测将更加灵敏。因此，它在运作的第一年就应该发现许多这样的物体。如果它没有找到任何线索，我们就会知道乌穆阿穆阿是特别的，我们必须沿街追捕这位客人，才能弄清它的来历。

 

研究星际物体就像我和女儿们在沙滩上散步时最喜欢做的事情。我们喜欢捡起被冲上岸的贝壳，了解它们的不同起源。偶尔，我们会发现一个塑料瓶，表明它是人造的。同样，天文学家应该检查任何进入太阳系的物体，并研究其性质。毫无疑问，“乌穆阿穆阿”的六个独特特征有潜力在空间科学领域开创一个引人注目的新时代。