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美太空军司令部解密:14年曾有一个银河系物体闯入地球大气层?

2022年4月7日,美国太空军司令部公布了一个惊人的消息,2014年闯入地球大气层的一个火球,科学家经过多年研究后认为,这是一个来自银河系物体

美太空军司令部解密:究竟是怎么回事?

USSC(美太空军司令部)一份在3月1日签署的备忘录,在4月7日公布在USSC的官方推特账户上,其内容是:

2014年在巴布亚新几内亚上空出现火球确认是另一个恒星系统的快速移动物体。

这个物体物体是一颗直径约为0.45米的流星体,在以超过210,000公里/小时的速度穿过太空后,于2014年1月8日闯入了地球大气层,这一速度远远超过太阳系内流星体的平均速度,因此科学家认为这个星体应该来自银河系内的另一个恒星系。

这个物体比太阳系内的第一位来自星际空间的“客人”:“Oumuamua” 早了3年,与2014年的闯入地球的流星不一样,“Oumuamua” 是远离太阳后才被发现的。

哈佛大学的理论天体物理学家以及论文的主要作者 Amir Siraj称,这颗来自银河系的流星可能会有碎片落入地球,但非常可惜的是落入地点在太平洋,或者已经沉入水下,但很明显想要寻回碎片几乎是不可能的事情。

判断星体来自银河系:究竟有什么依据?

预印本论文网站arXiv.org上有关于这颗流星体被判定为银河系天体的详细依据,文末也会附上链接,不过相信各位应该是没有耐心去看的,下面我们就以最简单的方式来叙述一下究竟是如何判断的。

当年奥陌陌怎么判定为太阳系外天体的?

2017年10月19日,夏威夷哈雷阿卡拉天文台的Pan -STARRS(泛星)望远镜在距离地球约0.22AU(3300万千米)的位置发现了一个奇怪的天体1I/2017 U1,回溯其轨道发现,这是一个“环绕”太阳的天体,已经在9月9日在0.255916天文单位的距离上通过了近日点。

科学家对其轨道观测后发现,这个天体是一个双曲线轨道,其速度远远超出了太阳的环绕速度,它会再次从太阳系逃逸,它来自太阳系外,也将重新回到太阳系外。

因此将这个1I/2017 U1命名为了“Oumuamua”,夏威夷语中的意思就是远方的客人,来自太阳系外,确实算得上是远方的客人。

泛星望远镜

而2014年的这颗流星体判定为太阳系外重要的依据也是速度,其210,000公里/小时的速度相当于58.3千米/秒,其速度远远超过了地球轨道附近的逃逸速度(只需42千米/秒左右的速度即可从地球轨道上逃逸)。

为何速度是判定依据?流星的速度为何会那么高?

这个问题看起来很难回答,为何太阳系内的物体速度就比较低,而来自太阳系外的物体速度就会那么高,这是天然的吗?答案是还真是天然的,只是条件稍稍有些不一样。

太阳系和银河系内游荡的天体究竟有什么区别?

银河系内的所有天体都在围绕银心黑洞Srg A*黑洞公转,准确的说应该是“众生平等”,谁都没有特权,但又有一些区别,因为组成银河系的各个恒星系有各自的“势力范围”,在这些范围中的不同位置,具有的引力势能是不一样的。

比如太阳系是在45亿年前形成的,最初时只是一片尘埃云,后来因为附近的超新星爆发或者局部密度不均匀开始形成引力坍缩,尘埃云内部形成了质量中心,外围的物质以螺旋形向内部坍缩,最终在中心形成了一个足够点燃氢元素的恒星,这就是太阳。

而已经形成了恒星的尘埃盘面上会继续坍缩成行星,比如水星、金星、地球和火星、木星等,在这里必须要说明一下的是,这些尘埃的引力坍缩的能量是点燃恒星氢元素聚变的能量来源之一,而行星内部的高温也有部分来自引力坍缩能。

在这里必须要了解一个关键:在太阳系内的物体,因为已经经历过一次坍缩,其能量已经有部分消耗在坍缩过程的碰撞中,或者为恒星行星内核高温消耗了能量,它现在已经处在了某种稳定状态。

而来自太阳系外的天体则还处在其未坍缩到恒星或者行星的状态,也没有经过碰撞消耗掉引力势能,因此它在太阳系内的“引力势能”从未进行过消耗。

因此来自太阳系外的天体,从理论上来看,只要轨道合适(没有撞上行星或者恒星),那么它大概率会回到最初始的位置,也就是从哪里来又会回到哪里去。当然另一种情况则是可能会被太阳系的引力改变轨道方向,这也是引力弹弓的一种:改变轨道方向。

流星的速度为何会那么高?

最后需要解决一个小问题,流星速度为何会那么高?相信各位在查资料时查到的流星进入大气层的速度一般会从10千米左右到70千米不等,此时各位一定有两个疑问:

1、流星速度范围为何那么大?

2、流星的最高速度为什么会高达70千米/秒?

其实两个问题是可以放在一起回答的,假设一个地球希尔球外的天体闯入地球引力范围,那么它最终具有的速度是可以重新逃离地球的,也就是11.2千米/秒左右,简单的说,任何流星的速度都具有这种“原始速度”。

那么为何范围那么大呢?原因很简单,因为地球绕着太阳轨道的速度是30千米/秒左右,假如一个地球同轨道但方向相反的物体,它具有的速度也是30千米/秒(无需怀疑这速度,如果小于此速度,那么其轨道向太阳坠落),假如两者迎头相撞,速度为30+30+11.2≈71千米/秒左右,如何?速度是不是极高?

假如从后方追上地球,那么其速度估计就是最低了,除了两者相对运动的速度差以外就只有在地球这个引力弯曲空间中的势能了,其最终速度是可以计算的。

58千米/秒的速度并没有超过流星体的最高速度,为何判定2014年发现的天体为银河系天体?其实道理很简单,科学家只要查下其最后的轨迹,从什么方向进入地球,延伸一下,与地球的相对运动反推就知道其真正速度高低了,论文中公开的速度是42.1公里/秒,足以逃离太阳系的速度。

假如一颗流星体在地球附近拥有了太阳系的逃逸速度,你猜这颗流星是哪里来的,答案有两个,一是来自太阳系外的,这是它们进入太阳系引力范围内后本身具有的速度,二是外星人的飞行器,不小心撞入地球大气层了。

参考:

https://arxiv.org/pdf/1904.07224.pdf

https://www.space.com/first-interstellar-object-detected-classified-data