太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌？
ℍl太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌？
2017年10月19日，科学家们发现了一个特殊的天体——奥陌陌。通过分析它的轨道得知它是来自太阳系外，这是人类首次在太阳系内发现来自太阳系外的天体。
根据观测数据可以推测，奥陌陌大约是一个长约400米，宽约40米的石质小行星。它在2017年9月9日到达了近日点，随即以大约40千米每秒的速度离开太阳系，目前已观测不到它。奥陌陌来自太阳系之外，如今也正飞出太阳系，如果不出意外，多少年后就会飞出奥尔特云。
一个物体能不能飞出太阳系，不是看它受到多大的引力，而是要看它的飞行速度。天体在太阳系某个位置的动能，如果超过了将其移到无穷远时克服太阳引力所做的功，只要这个天体不和其他天体碰撞，它就能够飞出太阳系。比如，在地球公转轨道上，物体的速度若是超过了42.2千米每秒，不论其质量大小，它都能够飞出太阳系。地球公转的线速度只有30千米每秒，故地球不能够逃离太阳系。
人类在上世纪七十年代的时候曾经发射了旅行者2号及旅行者1号飞船，这两艘飞船就是要飞出太阳系的飞船，如今旅行者1号飞船已经到了距离地球210多亿千米之外的黑暗寒冷之地，将来肯定会飞到更远的位置。旅行者号飞船能够飞出太阳系是因为在地球上发射时其速度超过了地球的第三宇宙速度16.7千米每秒。这个速度之所以不是42.2千米每秒，是因为发射时借助了地球的公转线速度，同时还需要克服地球引力做功。
一个太阳系外天体，飞进太阳系的过程就是太阳引力做功引力势能转化为动能的过程，飞离太阳系时是动能向引力势能转化。星际间几乎是真空，奥陌陌既然能够从远处飞进太阳系，就意味着它在到达太阳附近时的动能极可能超过将其移到无穷远处克服太阳引力做的功，也就是说它仍然能够飞出太阳系。
≞➜太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌？
奥陌陌（Oumuamua）是目前已知的第一个来自太阳系以外的星际天体，2017年10月19日，泛星巡天望远镜首次捕捉到了它的身影，起初大家都认为这个天体只是一颗普通的流浪小天体，但随着观测工作的深入，人们渐渐地瞪圆了自己的眼睛。
科学家发现奥陌陌的密度较高，不排除是由金属构成，其固体表面还覆盖着一层偏红色的富含碳的有机物，最引人注目的就是它异乎寻常的长宽比，奥陌陌大约长400米，宽40米，其长宽比达到了10比1，而在此之前我们从来没有观测到长宽比超过3比1的自然天体。
如此奇怪的天体不免令人浮想联翩，外星人爱好者更是直接指出，奥陌陌摆明了就是外星文明的探测器（“奥陌陌”这个词，在夏威夷语中的意思就是“侦查兵”）。
（上图为外星人爱好者制作的奥陌陌想象图）
遗憾的是，人们并没有探测到任何由奥陌陌发出的信息，随着时间的推移，现在的奥陌陌早已踏上了离开太阳系的旅途，科学家估计在4年以后，奥陌陌就会飞到海王星的轨道之外，并且再也不会回头。
看到这里可能有人会问了，太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌？关于这个问题，基本的答案是：奥陌陌自身的速度一直高于太阳系的逃逸速度。
根据观测数据分析的结果显示，奥陌陌来自天琴座方向，刚刚闯入太阳系的时候速度约为每秒钟26公里，需要注意的是，在太阳系的边缘，这个速度是高于太阳系的逃逸速度的。
在此之后，奥陌陌沿着一条几乎与太阳系黄道面垂直的轨道向太阳系中心飞去，在这个过程中，随着与太阳之间的距离不停地缩短，太阳引力的作用变得越来越强，奥陌陌也因此被不断地加速。观测数据显示，当奥陌陌与太阳距离一个天文单位时，就已经被太阳的引力加速到接近每秒钟49.7公里，而当它抵达近日点的时候，其速度更是高达每秒钟87.7公里。
我们可以看到，具有如此速度的奥陌陌当然可以轻松地离开太阳系了，然而奥陌陌留给我们的神秘并不此于此，因为科学家发现，正在离开太阳系的奥陌陌有一个异常的加速度。
上图中的红线是在正常的情况下，科学家预测的奥陌陌在离开近日点之后的运行轨迹，蓝线则是实际的观测结果，这两者出现了明显的偏差，看上去就像正在离开太阳系的奥陌陌在“猛踩油门”一样。
需要指出的是，现代科学已经可以非常精确地预测出天体运行的轨迹（比如说我们提前很久就可以精确地预判在未来某个时间点会发生日食、月食以及流星雨等等现象），我们不必怀疑相关预测的准确性，因此如果出现了这种情况，我们就可以肯定这是奥陌陌自身的因素造成的。
那么正在离开太阳系的奥陌陌为何会“猛踩油门”呢？
有科学家推测，这是因为奥陌陌本身是一颗彗星，当它被太阳辐射加热以后会释放出少量的松散物质（气体、尘埃等），并因此获得额外的加速度。不得不说，这是一个靠谱的解释，但在实际观测中，并没有观测到奥陌陌释放出类似的物质。
也有科学家猜测，奥陌陌可能真是外星探测器，而它的加速度则是来自于其自身的类似太阳帆一类的加速装置。然而与这种说法也与实际观测不符，因为科学家发现奥陌陌在“胡乱地翻滚”，很明显，如果它真是外星探测器就不应该出现这种情况。
于是有人在此基础上进一步猜测，奥陌陌可能是一艘废弃的宇宙飞船，或者是失去控制的外星探测器。这个解释的确能自圆其说，大家可以想象一下，我们人类发射的旅行者号探测器，在若干亿年以后可能也会飞掠过某个恒星系，如果在这个恒星系里，有一个与我们现在的科技水平相当的外星文明的话，那么旅行者号探测器就成为了他们的“奥陌陌”（只是个头小了一点，速度低了一点）。
不管怎么说，现在的奥陌陌只留给我们一个渐行渐远的“背影”，在拥有足以追上它并抵近观察的科技之前，奥陌陌的真实身份对我们来说将始终是一个谜团。
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首先了解一下“奥陌陌”的基本信息
奥陌陌是人类发现的第一颗太阳系外闯入小行星，于2017年11月6日，被国际天文联合会命名为1I/ʻOumuamua，中文被译为奥陌陌。奥陌陌还有许多别的称呼，如C/2017 U1 (PANSTARRS)、A/2017 U1、1l/2017 U1）等。
这颗小行星于2017年10月19日被科学界发现，这时，它已经通过了近日点，距离地球约3000万km，正以每秒约40km的速度向太阳系外飞去。
根据奥陌陌轨迹计算，它是以每秒约26km的速度，从天琴座方向冲进太阳系，而且是以一个几乎与黄道垂直的角度进来，在2017年9月9日到达近日点。在接近近日点时，奥陌陌速度越来越快，到达近日点那一刹那，速度达到87km/s。这是因为受到太阳引力作用，接近时被引力拉快，背离时被引力牵扯。
刚开始，科学家们怀疑是一颗彗星，但随后的望远镜观测证明其没有彗发（就是被太阳风吹起的彗星蒸发物），而是一颗呈雪茄状，约长400米，宽40米固体小行星。
有关奥陌陌的一些争议
其中最主要的就是速度之争。奥陌陌在向太阳系外飞去时，速度与计算不符，根据引力影响测算，奥陌陌应该到达的位置与实际位置不符，到了2018年5月3日，远行了10万km，那么是什么让这颗小行星加速呢？
这种现象引起了科学界对奥陌陌是不是一颗彗星之争。根据望远镜观测，奥陌陌没有发现彗尾这种彗星的显著特征，因此部分科学家否定了奥陌陌是彗星的结论；而另一写科学家认为，奥陌陌还是一颗彗星，只有彗星这种冰结构天体，在靠近太阳时才会发生蒸发现象，由于蒸发产生的喷射气体产生推力，才有奥陌陌的速度提升现象。
还有些人认为，奥陌陌是一艘人造光帆飞船，途径太阳系考察，其非引力加速度的提速现象，是利用太阳光压得到的。持这种观点的代表人物是哈佛大学天文系主任、讲席教授Frank B. Baird Jr，他与他的博士后Shmuel Bialy发表了一篇论文，提出了上述猜想。
但这些争议似乎已经没有了意义，因为由于奥陌陌太小，2018年10月，还在土星与木星之间时，望远镜就无法观测到它了，它向太阳系外飞去，一去不复返，它到底是个啥玩意，只能凭现在已有并不详尽的资料分析，它的确切身份很可能永远是个谜。
太阳为啥拉不住奥陌陌？
太阳引力是很巨大，但也是有限的。爱因斯坦广义相对论将引力描述为时空漩涡，是质量对周边是时空的扭曲。质量越大，时空曲率（也就是引力）越大，距离靠引力源越近，受到的引力就成数量级增长。
我们可以把时空扭曲（引力）想象成水里一个巨大漩涡，当一艘小船被这个漩涡捕获后，就会将小船拉向漩涡中心，最终将这只小船吞噬掉。那么小船如何能够逃脱漩涡的拉扯力呢？只有速度，大家齐心协力划船，提高速度，才有可能逃出漩涡边缘，驶向安全地带。
这个速度要多大呢？根据太阳质量，如果在地球位置，逃离太阳这个引力漩涡的速度需要16.7km/s，人们把这个速度叫做逃逸速度。在这个速度之前，还有地球的环绕速度为7.9km/s，地球脱离速度为11.2km/s。就是说，在地球上想要飞起来，在无动力条件下不被地球引力漩涡拉扯下来，就需要达到7.9km/s的速度；在地球上要逃离地球引力，前往火星或更远的地方，就需要达到11.2km/s。
奥陌陌进入太阳系时，速度达到26km/s以上，超过了太阳的逃逸速度；且接近太阳时，被太阳引力加速，远离太阳时，又被蒸发喷射物质或其他原因提速，因此太阳引力是拉扯不住奥陌陌的。不要说奥陌陌，人类发射的航天器旅行者1号，正在以约17km/s的速度向太阳系外飞去，这种速度也远远大于太阳逃逸速度了，太阳对它也无能为力了。
至于奥陌陌从哪里来，又到那里去，限于篇幅今天就不说了，以后有机会在扯吧。谢谢阅读，欢迎讨论。如喜欢我的文章，就给个点赞和关注吧，再次谢过。
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太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌？
奥陌陌应该数年来最受关注的、意外闯入太阳系的天体之一，从2017年10月18日发现时已经处在了离开太阳系路上，回溯其轨道才发现，它是在2017年9月9日通过了近日点的，并且已经在10月14日以0.16 AU距离上通过近地点飞向了人马座方向！
奥陌陌如此异常，它究竟是什么飞行物？
2017年10月19日，夏威夷的Pan-STARRS小组在全景巡天望远镜的影像记录资料中发现这个神秘天体的踪迹，从数天来的观测结果显示，它运行在一个极椭圆轨道，这表示它可能是一颗彗星，可能来自柯伊伯带！
但天文学家同时发现，这个天体几乎与黄道面垂直，这表示它并非来自黄道面上，而是一个奥尔特云内的天体，但随后新的资料显示，它的轨道似乎是一个双曲线，而且速度也已经远远超出了太阳系所需的逃逸速度。
奥陌陌来自太阳系外！
当天文学家明白这一点时都震惊了，因为人类还从未见过这样一个来自太阳系外的天体，而、它完全没有彗星的特征（彗星在接近太阳时会喷发出挥发性物质，形成彗尾），是一个长条形结构，而且在ESA观测时发现，它的实际位置要比预测的超出10万千米。
这一切都符合人类对一个外星访客的想象，因为早在1970年代风靡全球的《与拉玛相会》就是一艘雪茄型的飞船，它的目的就是来获取太阳的能量，人类派遣飞船登陆拉玛后发现，这艘飞船内有一套程序正在按部就班的执行某种计划！
对于人类的到来毫不理会，并且利用了太阳光的能量以及引力加速下，开启了一种不明原理的“空间驱动推进装置”，调整姿态直接飞向了16万光年外的大麦哲伦星系，这是距离银河系最近的矮星系，对于拉玛的来源与目的地，人类一无所知。
因此关于奥陌陌的来源与目的，人类也充满了想象！尽管后来科学家从科学的角度解释了奥陌陌出现的一系列怪异状态，比如从奥陌陌的规律光变中发现它可能在翻滚，而异常加速可能来自奥陌陌被太阳晒热后的气体驱动作用，但这一切都未能彻底解决大家的疑问。
因为以奥陌陌的速度，人类就算立即发射飞船也跟不上它！
太阳如此强大的引力，能拉住太阳系，为什么拉不住一颗小小的奥陌陌？
小学生都知道，太阳系有八大行星，除了这八个大家伙外，还有小行星带和柯伊伯带一大群小家伙，数量难以计数，要理解这一点其实不难，因为太阳占据了整个太阳系质量的99.86%。剩下的0.16%的物质形成了八大行星和无数小行星。
而地球则是在这0.16%中微不足道的一部分，就算是小行星，也几乎个个都比奥陌陌（大小约为180~200m x 30m x 30m）要大。为什么八大行星都能绕着太阳转，这个小不点为什么就能逃出太阳系？难道它真的是外星人的飞船不成？
怎么样才能从太阳系逃逸？
我们知道第一宇宙速度是环绕地球的速度，第二宇宙速度是逃离地球的速度，而第三宇宙速度则是逃离太阳系的速度，不过事实上，假如纯考虑太阳逃逸的话，以第二宇宙速度的公式即可计算出逃离太阳系所需要的速度。
相信都不难计算，在地球轨道附近的的太阳系逃逸速度为42.1千米/秒左右，但很多朋友都知道从地球逃逸出太阳系的速度是16.7千米/秒，这又是啥情况？
其实我们要了解一点，地球绕着太阳转差不多就有29.8千米/秒的速度，所以它只要再加速12.3千米/秒，即可同时逃离地球和太阳系，所以有了地球自转的加成，只需要16.7千米/秒即可。
11.2千米/秒是第二宇宙速度，12.3千米/秒是需要加速的速度
所以逃离太阳系只跟速度有关，与质量无关！当然在发射飞船时却非常相关，因为质量大，燃料就得多，要不然这速度不够还是会掉回太阳系！
上图是各个在距离太阳200天文单位外时的速度，前3个都不超过3千米/秒，与200天文单位处的逃逸速度2.974千米/秒比较接近，由于笔者计算时省略了不少小数点后的数字，因此这三个天体目测应该是可以逃离的。
但A/2017 U1（奥陌陌）的速度居然达到了26.3千米/秒，所以它已经远远超出了逃逸速度，它将以极快的速度离开太阳系，而且这个速度要比正在飞离太阳系的旅行者速度要高出10千米/秒左右。
奥陌陌一个天体究竟哪来的速度？
相信大家一定有一个事情想不明白，为什么来自太阳系外的奥陌陌就会有如此高的速度，这一点有两个解释，一个是奥陌陌本身就和日心具有相对速度，当然更关键的是另一个解释，它是来自太阳系外的，即使当时速度是0，那么在动量守恒的情况下，它也能“回到”太阳系外。
除非一路上有“空气”阻碍它的前进，当然太阳系黄道面上确实有大量的尘埃，也能让奥陌陌降低一些速度，但这个减速对于奥陌陌180~200m x 30m x 30m的庞大体积以及巨大质量来说，基本可以忽略不计。
其实这也是行星和恒星形成时初始转动的能量来源，也是行星坍缩时的部分热量来源，按理来说这些物质在坍缩时会重新跑回到外部，但越进入内部，物质越密集，相互碰撞，导致能量消耗在了内轨道，从而再也无法逃逸，当然这也成就了恒星和行星，要不然“大家”都还在宇宙中飞呢。
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太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌？
奥陌陌是谁？
奥陌陌是一个星际天体，形状看上去和“雪茄”比较像，颜色整体偏红，只有40米宽、400米长的样子。但它实际上并不属于太阳系，国科学家最早在2017年发现它的存在。当奥陌陌第一次出现在泛星巡天望远镜视线中的时候，它和我们的地球只相聚大约0.2个天文单位，也就是差不多3000万公里的样子，这也是为什么一开始会有人误以为它就是一颗普通彗星而已。
奥陌陌这个名字，其实是名词委委员陈学雷取的音译名字，因为“奥”本就有神秘的意思，而“陌”一字又有远方信使之意，这也是第一个系外天体的中文名字。但在国际上，这颗星际天体有一个永远的科学名字叫做1I/ʻOumuamua。其中“I”的意思是星际天体，“1”顾名思义就是第一个的意思，而ʻOumuamua则是科学家们给他取得昵称，这个词在夏威夷当地土语中的意思就是首位远道而来的使者。
奥陌陌来自哪里？它与地球相距多远？
虽然我们观测到星际天体奥陌陌拥有固态表面，但至今都没能确认它的构成成分到底是岩石还是金属。事实上，截至目前，对于奥陌陌的来源，科学家们也只是猜测它可能源自于一个距离太阳系不远的恒星团，只是在四千多万年前因为一颗行星而被抛出原来的恒星系统。而这个恒星团和我们生活的地球相距多远，有可能是一百多光年，也可能是两百多光年。
一直以来，科学家们都难以解释为什么这个短暂的星际访客，也就是奥陌陌，为什么它的形状会如此独特。但在2020年的早些时候，有科学家在权威科学杂志上发表得了自己的研究成果，主要内容表达了奥陌陌很可能是其原始恒星系统中一颗行星的碎块，而它的飞掠始于行星和母恒星之间距离太近时因潮汐力而被撕裂。这个研究的确解释了为什么奥陌陌的形状会如此不一样，以及为什么会在掠过太阳的时候还会受到引力之外的其他作用力，但这个问题的答案依然只是可能。
太阳引力如此大，怎么会留不住奥陌陌？
在科学家们观测奥陌陌的时候就发现，它的运行轨迹和只受到引力作用的小行星不同，因为它的实际运行轨迹和科学家们预测的并不完全重合，甚至一度从几万公里的误差上升到了十万公里以上。也就是说，在奥陌陌运行的过程中，它还受到非引力加速度的作用，但现在哪怕是捕捉到它的踪影都已经变得很难，预计可能只需要大约2年的时间，奥陌陌就会在越过海王星轨道之后一去不复返。
在太阳系，太阳的引力的确大，因为整个太阳系绝大部分质量都集中在太阳自身，这也是为什么整个太阳系的行星、小行星和卫星都会围绕其旋转，包括我们所有在地球上繁衍生息的动植物。但是，奥陌陌与我们不同，因为它不是来自于我们所在的太阳系，也不会停留在我们所在的这个宇宙空间，而这一点我们有实际的观测数据可以证实。
科学家们在最初观测奥陌陌的时候就发现，即便是身处太阳系之后，它的轨道离心率高达1.1922 ± 0.00268，这个离心率是整个太阳系所有天体中最高的了，所以，如此高的轨道离心率注定它不会成为太阳系中的一员，而只是一个星际过客，并最终也会以较高的离心率离开我们所在的太阳系，这也是为什么会将其定义为星际天体。
简而言之，只要是诞生于太阳系中的天体，它们都会在太阳的引力作用下一期为中心运转。太阳系中的天体数量也也多，至少拥有50万个小行星、数百颗卫星、8个行星、中心天体太阳，以及矮行星和彗星这样的天体。前有冥王星被剔出行星世界，后有奥陌陌这个星际天体被发现，而这一切都源于科学家们对太阳系的探索和了解。
地球资源不是取之不尽用之不竭，相信大部分人都知道这个基本事实，如果我们不了解太阳系自身的演化规律，不去寻找地球之外的其他可能适合生命居住的星球，那么，人类最终也会之前在地球上灭绝的生物一样走向终点。正因如此，所以每一代天文科学家们都没有停下寻找生命星球的步伐，而人类创造的社会文明会发展到什么程度，也将取决于我们能否将这些文明带到另一个自己不曾涉足的世界。
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