奧陌陌倒未見得是外星人的光帆，可能只是……
2017年最讓人印象深刻的天文新聞恐怕是第一顆來自太陽系外的小天體「奧陌陌」（1I/Oumuamua)的發現。
當時，這顆據估計只有100米上下的小東西，以天文學家在太陽系內從未見識過的高速闖入，劃出一道決絕的雙曲線，高速離開——雙曲線型的軌道意為著，它在離太陽無窮遠處，仍然有不為零的速度，也就是說，它來自星際。
天文學家當時調動了幾乎所有大型天文望遠鏡，對這個罕見的星際小天體進行密集觀測。然而它跑得實在太快，短短兩個月後，就已經跑出了天文學家探測能力所及之處，再度隱沒到宇宙無邊的黑暗中。
這一點寶貴的觀測資料為我們揭示了「奧陌陌」的許多基本性質，也引出了更多難解的疑問：
這顆小天體有著非常大幅的週期性光變。這種週期性光變通常是非球狀的小天體在自轉過程中產生的現象。然而奧陌陌的光變幅度如此之大，讓天文學家估計出其長短軸的比達到6:1，甚至可能達到10:1。這個比例即使對見多識廣的天文學家來說，也是有點奇葩；而那張雪茄形的藝術家想像圖一出爐，很多喫瓜羣眾更是開始犯嘀咕：這有點像《2012》裏的大船啊……
2018年6月，《自然》雜誌一篇論文指出的事實，讓奧陌陌更顯古怪：它居然在悄然加速（或者說減速的幅度悄然偏離了純粹按照萬有引力的預測值）！雖然說以往觀測到的彗星，由於行經太陽附近時冰消雪融、向外噴射氣體，也會像是自帶小發動機一樣獲得一定的「加速」，但是無論是用斯必澤空間紅外望遠鏡，還是用大型的光學望遠鏡，都沒有發現奧陌陌有向外噴出氣體和塵埃的跡象。這樣的話，這個「加速」就有點說不通了呀……
2018年10月，哈佛大學天文系主任亞伯拉罕·勒布（Avi Loeb）的一篇論文更是讓全球媒體原地爆炸：他指出，既然沒有像彗星一樣噴氣的跡象，那或許只有光壓可以幫助奧陌陌加速；而要讓光壓強到幫奧陌陌產生足夠的加速，需要奧陌陌有非常大的面積-質量比——假設奧陌陌是一個扁片兒，它需要有不到1毫米的「極致輕薄」。據此勒叔提出，奧陌陌可能是外星人發射的一架「光帆」飛船——在哈佛大學崇高美譽度和勒布面對媒體時近乎肯定的語氣加持之下，渴望早日見到「外星人」的喫瓜羣眾們為這個驚人假說感到沸騰。
勒叔能從奧陌陌的反常加速聯想到光帆，可以說是其來有自：他本人擔任「突破攝星」計劃的首席科學顧問，而這一雄心勃勃的計劃，正是打算用光帆技術往比鄰星發射一顆微型探測器的宏大腦洞。近年來勒叔還發表過好幾篇試圖用光帆解釋奇怪天文現象的論文：其中一篇指稱，快速射電暴（FRB）可能來自外星人用激光碟機動光帆時產生的泄露。
雖然勒叔凡事都往光帆扯的思路遭到不少天文學家同行的鄙夷，他面向媒體和公眾時，在缺乏足夠證據的情況下、輕率地把奧陌陌歸咎於「外星人」的態度也被很多同行認為過分輕浮，但要反駁他的「奧陌陌光帆假說」，總要有人提一個看起來稍微靠譜點的說法吧？
在北極極地渦旋南侵導致北美大部分地區經歷堪稱史上最嚴酷的一個冬天之後，一名在巴爾的摩市「空間望遠鏡研究所」（STScI）工作的女天文學家阿瑪雅·莫羅-馬丁在情人節前一天給出了自己的答案：
奧陌陌，可能是一個，大雪球。
特別、特別、特別疏鬆的那種。
莫阿姨基本上也是順著勒叔用光壓解釋反常加速的思路往下說，只不過她基於多年研究原行星盤演化的內行經驗，提出了一個非常天體物理、不需要「外星人」幹預的思路：自然界有一種現成的製造巨大「面積-質量比」的方案——分形。
分形是一個大家很熟悉的概念。不難想見，當二維平面上的一個雪花末梢不斷分叉、長出更為細小的分支時，整個雪花的周長要比同樣質量的水凍成一片圓形冰晶時長得多。
同理，如果我們用很多小冰晶堆疊出一個內部非常多孔疏鬆的巨型雪球，也可以用同樣質量的冰為整個雪球產生比壓實的雪球大得多的表面積。這樣，我們就有可能不藉助光帆而構造出具有足夠面積-質量比的「天然」奧陌陌。
那要想實現給奧陌陌加速所需的光壓，需要這個假想中的大雪球有多疏鬆呢？
莫阿姨指出，它內部只有十萬分之幾的空間不是空的。換句話說，它的密度大約在十萬分之一克每立方厘米的數量級——地表空氣密度的百分之一。
這比人類製備出來的最輕的材料「石墨烯氣凝膠」的密度還要低一個數量級。
這可能嗎？會不會是個比外星人光帆更離奇的假說？
莫阿姨指出，這是完全可能的。
而且早在奧陌陌發現之前幾年，就有人通過計算機模擬，研究過原行星盤（恆星形成初期，圍繞恆星的正在孕育行星的塵埃、氣體盤）在演化過程中，微小的塵埃是如何互相碰撞、聚合的。一般估計這種塵埃顆粒的大小集中在0.1微米左右，它們碰撞、黏連在一起之後，確實可以產生低至十萬分之一克每立方厘米數量級的極端疏鬆「雪球」；而且奧陌陌的大小也處在天文學家此前預言的這種聚合體的大小範圍內。
所以如果奧陌陌來自一顆鄰近的年輕恆星周圍的原行星盤，可以說是情理之中的事。
不過包含莫阿姨在內的原行星盤研究者，恐怕以前做夢也沒有想過，居然可以有生之年「活久見」、遇到這樣的一顆比空氣還輕的雪球自己飛到太陽系來給他們近距離觀賞——如果莫阿姨的假說成立，這將有力地提醒天文學家們，在研究原行星盤的時候，不能只盯著最小的塵埃顆粒，和已經長成的大個行星了，奧陌陌這種百米大小的雪球們，同樣值得關注。
而且如果這個假說可以被夯實，可以說是給大型科學懸疑連續劇《奧陌陌》提供了一個大團圓結局：天文學家們再一次，不必像自己鄙夷的小神棍們那樣，輕易把不認識的東西甩鍋給「外星人」了。實乃可喜可賀！
參考資料：
Bialy, S., & Loeb, A. 2018, ApJ, 868, L1
Micheli, M., Farnocchia, D., Meech, K. J., et al. 2018, Natur, 559, 223
Moro-Martín, A. 2019, arXiv:1902.04100
本文應果殼約稿而寫，經編輯修改後的果殼發布版見《說好的外星人呢？科學家自己說的又不算數了？ | 邁向太空》。
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