首個經過太陽系的星際天體「首使星 ('Oumuamua) 」自 2017 年起被人類發現，天文學界都對其起源相當有興趣，最新刊於《自然天文學》的模擬分析指，首使星可能由一顆恆星撕裂為雪茄狀並將之甩出至銀河系。

大多數小行星和彗星都是較接近球體，但主要由岩石和金屬組成的首使星長約 400 米，其寬度則約是 50 米，其表面是暗紅色，似就被宇宙輻射「烘烤」而成的小行星。另外，首使星正加速離開太陽，比重力輔助造成的加速更快。這種行為與彗星釋氣 (outgassing) 更接近：當彗星靠近太陽時，由於揮發性冰昇華，彗星會釋出氣體繼而加速飛行。

不過，至今無人能確定首使星是小行星還是彗星。亦由於其特性奇怪，有人曾聲稱首使星是外星太陽帆，但過去已有學者反駁說法，更指首使星的發現，顯示實際上宇宙中有更多類似的天體。

最新的研究不單再次確定首使星的形成屬自然，更解釋到其奇特屬性。有參與研究的美國加州大學聖克魯斯分校天文學家林潮指，團隊證明到類似首使星的星際天體可由母體，與其環繞恆星碰撞時產生的大量潮汐破碎化 (tidal fragmentation) 而產生，然後噴射到星際空間中。

潮汐作用是兩個天體之間的重力相互作用。當小型天體接近大型天體如恆星、黑洞，甚至是大型行星時，強烈的重力會將其拉開，這稱為潮汐破壞 (tidal disruption) 。其中一個例子是在 1994 年木星對蘇梅克－列維九號彗星 (Shoemaker-Levy 9, SL9) 造成的潮汐破壞，當年 SL9 最終因木星引力分裂出 21 塊碎塊，並陸續撞到木星南半球。

林潮團隊以高解像模擬顯示，當一顆恆星涉及潮汐破壞，結果可能與 SL9 撞木星情況大為不同。

他們指，當一個距恆星剛好一定距離的天體會因重力拉扯而碎裂，隨著其不斷圍繞恆星飛行，天體碎片會再融化成細長狀，並在離開恆星時與其他碎片重新組合，變冷令結構更為穩定。在這個程中，也消耗了大量天體碎片的揮發物，解釋到首使星的暗紅色，以及缺乏彗尾，同時闡明了星際天體的表面乾燥程度。不過，研究認為部份高昇華溫度的揮發物，如水冰仍可能被保留。

當首使星在星際空間這種寒冷環境下翻滾時，當中的揮發物會被鎖起，但在開始接近太陽時，太陽發出的熱量可能會觸發釋氣，從而產生現時觀察到的加速飛行。

團隊又認為，潮汐破碎化可能產生更多類似首使星的天體，估計平均每個行星系統應該總共有約一百萬億個。去年 8 月底人類也發現了迄今二個星際天體「2I／鮑里索夫(2I/Borisov) 」。可以預料的是，隨著我們科技提高，將會發現更多到訪大陽系的星際天體。

來源：
Science Alert, New Study Could Explain How 'Oumuamua Got Its Bizarre Shape, 14 April 2020

報告：
Zhang, Y. & Lin, D.N.C. (2020). Tidal fragmentation as the origin of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua). Nat Astron. doi: 10.1038/s41550-020-1065-8

文／Alan Chiu