真．星際過客：首次發現太陽系外的星際天體「黑麻麻」‘Oumuamua！

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

彗星送水論？地球的水是從哪來？

想知道古地球如何得到水的行星科學家將矛頭指向大泥球。似乎數十億年前曾有彗星雨落下，為我們帶來大量的水。

但，彗星又來自何方？

科學家長期認為彗星誕生於比火星更遠的寒冷區域。一九九〇年代，學者更進一步認定大部分彗星已經被日益成長的行星吸收。然而荷蘭天文學家揚．歐特（Jan Oort）提出不同見解，主張可以有數以兆計的彗星在太陽系邊緣存活，它們距離行星太遠所以沒被重力拉扯，最終圍繞太陽系形成巨大球形外殼，現在將該區域稱為歐特雲。歐特雲的大量彗星可以填滿地球海洋，問題是它們太遠，是地日距離的數千倍，實在不大可能到得了。

於是又有研究者懷疑部分彗星在太陽系較內側存活，或許是土星軌道外，這樣也比歐特雲近了一千倍。然而僅僅停留在臆測，因為想要在那麼遠的地方找到直徑不過數十英里或更小的彗星太困難，大家沒有傻到去做這種嘗試。

唯二例外是年輕的麻省理工學院教授戴夫．朱維特（Dave Jewitt）和他的研究生盧珍（Jane Luu）。裘伊特頭頂高聳，笑容可掬，性格充滿英國式幽默，父母是倫敦的工廠工人和電話操作員。童年時偶然在夜空看見流星勾起他對天文學的迷戀。

從天文學觀測到重水比例：揭開水的宇宙密碼

一九八五年，他突發奇想將新的數位型光感測器 CCD（譯按：感光耦合元件）連接到望遠鏡，藉此在太陽系遙遠角落尋找彗星這種小天體。朱維特認為我們看不見不代表不存在，但研究需要資金，只可惜多數人都不相信，所以計畫案一次一次被拒絕。三十多年後，回憶起當初遭受的輕蔑他依舊義憤填膺。「最常得到的回答是『無法證明計畫裡的測量實際可行』，」他說：「我的天，這是什麼蠢邏輯？整個計畫的意義就是去做一些以前沒做過的嘗試。就算最後真的不可行又怎麼樣呢，重點不就是得試試看嗎？」批判他的人可能陷入了「現有工具檢測不到就代表不存在」的認知偏誤，習慣性地假設科學家尚未找到就代表目標處什麼也沒有。

朱維特和盧珍拒絕放棄，偷偷從其他研究案借用望遠鏡時間尋找數十億英里外可疑的微小物體。

很長時間毫無收穫。一年又一年，然後四年五年六年。直到一九九二年夏夜，他們在夏威夷大島茂納凱亞天文臺工作。那時候他們心灰意冷，覺得五年多光陰白費了，卻沒想到忽然發現了非常微弱的光點。察覺這個點微微移動時，朱維特還暗忖「不可能是真的」，但它確實存在。兩人找到的天體位於海王星外的軌道，後來進一步證實那邊還有數百萬顆彗星。該區域被命名為古柏帶，淵源是最早提出此概念的荷蘭天文學家³⁰，他在一九五〇年代就探討了這個可能（諷刺的是他本人不相信）。

科學家在古柏帶找到大量彗星，人體內的水看似已經確定來源。地球形成後不久，彗星從古柏帶，或許一部分從更遠的歐特雲抵達，送來覆蓋這顆行星表面的水。彗星堪稱飛行的冰山，攜帶的水量確實足以填滿地球海洋。理論很快得到多數人接納及傳播，謎題終於得到解答。

小行星的貢獻：來自太空岩石的生命之源

真的嗎？一九九五年，波瀾再起。亞利桑那州鳳凰城附近一場觀星派對上，輪到混凝土供應公司零件經理湯瑪斯．博普（Thomas Bopp）借用朋友的望遠鏡，他留意到視野角落有個模糊光點。同一天晚上，新墨西哥州克勞德克羅夫特村天文學家艾倫．海爾在家中發現同樣物體。這顆新發現的彗星，是有史以來見過最亮的，命名為稱為海爾─博普彗星。

翌年，戴夫．朱維特隨學者團隊返回茂納凱亞觀測站，這次以強大的電波望遠鏡觀測海爾─博普彗星。他們在海拔一萬四千英尺（約四千兩百六十七公尺）的稀薄空氣中每十三至十六小時輪班一次測量夜間光譜，試圖比較彗星中一種罕見的水形式比例是否與地球海洋相符。

或許有些人還不知道其實水分子有不同形式。大部分水由氫原子組成，核心只有一個質子。但還有別種水存在，由於重量多出一成所以稱為重水，其氫原子是同位素，核心除質子外還包含一個中子。重水很罕見，在地球海洋中每六千四百個水分子只有一個是重水。因此，茂納凱亞團隊準備測量海爾─博普彗星時原本很有信心會找到相同比例的重水，畢竟地球的水應該來自彗星。

然而觀測結果並非如此。海爾─博普彗星重水含量是地球海洋兩倍。這就麻煩了，先前天文學家在哈雷彗星發現類似的高比例重水，當初只視為異常案例，然而後來在百武二號彗星又測量到相同數據。三次觀測結果一致成為難以忽視的證據，顯示彗星並不吻合地球海洋的水分子組成。

「天文學家對海爾─博普的觀測結果作何反應？」我問。

「嚇壞了。」朱維特的意思是指數據背後的涵義：「有點像新時代運動³¹的意識覺醒之類。」他笑了笑又說：「好像不該說這種話才對。」但顯而易見，學界頗受震撼，一夕間又不能靠融化彗星形成海洋了。雖然惠普爾沒說錯，彗星確實充滿水，但海洋來自太陽系其他地方。具體究竟是哪兒？

朱維特和其他許多學者一樣，注意力轉向飄浮在太空中的巨大岩石，即所謂小行星。

從石頭榨水，乍聽很無稽，但事實上有些岩石確實可以。如果加熱隕石，也就是從小行星落到地球的碎片，困在晶體結構內的水分子就能變成水蒸氣。多年前科學家已經知道小行星含水，這些岩石含水量差異很大。多數靠近太陽形成的小行星幾乎不含水，但在火星之外冰冷區域形成者水分含量則可高達百分之十三。

朱維特等人的想法是：如果撞擊地球的小行星夠大就會帶來豐沛的水。此外，天文學家還知道火星木星之間軌道上有一大群小行星，並將該區域稱為小行星帶。而且，小行星中重水與彗星不同，吻合地球海洋和人體。各種線索指向我們這兒的水應該來自宇宙岩石。

感覺好像結案了，但其實小行星帶距離地球三億英里遠。從那種距離要一桿進洞得有多高明的技術？有足夠數量的小行星算準角度飛向地球以水覆蓋地表，這個現象發生機率有多高？人類又如何進一步理解？

——本文摘自《你的身體怎麼來的？從大霹靂到昨日晚餐，解密人體原子的故事》，2025 年 01 月，商周出版，未經同意請勿轉載。

在上一篇中，我們介紹了將在 2023 年發生的五個醫藥健康大事件。

延伸閱讀：
用迷幻藥治憂鬱？基因編輯療法將通過批准？——2023 最值得關注十大科學事件（上）

這次我們轉向能源、宇宙與科技領域，從首趟平民月球之旅、物理學的標準模型新發現，再到第一個核廢料永久儲存設施正式營運！

No. 5 氣候與能源衝擊

世界各國能否聽從科學家的警告，採取實際行動，朝淨零之路前進嗎？看起來不行。由於疫情與俄烏戰爭，去年 11 月在埃及舉辦的「聯合國氣候變化會議 COP27」幾乎是原地踏步。

不過還是有一個重要的決議，那就是建立氣候損失和損害基金。根據協議，排放量較高的富裕國家將在經濟上補償受氣候變化影響最大的貧窮國家。「過渡委員會」將於 2023 年 3 月底前舉行會議，提出資金運用的建議，並在 11 月的 COP28 會議上提交給世界各地的代表。

至於核能的部分，新型核分裂發電與核融合發電，都會在 2023 年有所進展。

另外，世界上第一個核廢料儲存設施，今年將在芬蘭西南海岸外的奧爾基洛托島正式啟用。這個由芬蘭政府於 2015 年批准建造的地下處置庫，將負責封存超過 6500 噸有放射性的鈾；這些鈾會被裝在銅罐中，再用厚厚的粘土覆蓋，最後埋在地下 400 公尺深的花崗岩隧道內，預期將被密封數十萬年，直到輻射水平達到完全無害的程度。

另一個好消息是，今年 1 月 1 日就任的巴西總統——魯拉（Luiz Inácio Lula da Silva），將推翻前任總統開放的雨林開發，保護生態與文化。

然而深海則有新危機。若 2023 年 7 月前，聯合國的國際海床管理局（ISA）沒能讓各國對深海採礦管理準則達成共識，那海底的礦產資源可能會被某些政府和企業盯上，不受限制地開挖，海洋生態將迎來浩劫……。

許多關於能源的抉擇包含了科學和政治，能源短缺也激勵了綠能跟潔淨能源的投資力道及採用意願；至於今年還會不會發生更棘手的麻煩？使能源轉型更加舉步維艱。

No. 4 超越標準模型

2022 年 4 月，美國費米國家加速器實驗室的物理學家，公佈了渺子 g-2 實驗的首批結果；這項實驗研究了被稱為「渺子的短命粒子在磁場中的行為」。

過去 50 年來，標準模型（Standard Model）^[註]的理論預測通過了所有測試，但其實物理學家普遍認為標準模型肯定還不完備，並且認為可以從渺子身上找到破綻；如果今年再次公佈更精確的數據，顯示渺子的磁矩比理論預測來得大，那就代表還有新粒子等待被發現，而標準模型就得修正。

位於中國廣東的江門地下的微中子實驗觀測站，也將在今年展開尋找超越標準模型的物理學之旅；利用位於地下七百公尺的探測器，來準確測量微中子的振盪。

註：標準模型為能描述強核力、弱核力、電磁力這三種基本力，以及所有物質基本粒子的理論。

另外，物理學家們在今年會有升級的新設備。第一個是 LCLS-II 直線加速器相干光源 2 代（Linac Coherent Light Source-II），它將創造終極 X 射線機器，看到分子內原子的運動！另一個則是新的重力波獵人—— Matter-Wave Laser Interferometric Gravitation Antenna（物質波雷射干涉重力天線）；這個設施把銣原子冷卻成「物質波」，能夠梳理黑洞和其他超大質量天體碰撞產生的時空漣漪，揪出現有重力波設施錯放的事件，甚至可以幫我們尋找暗物質！

而在瑞典隆德附近、由歐洲 17 國攜手成立的歐洲散裂中子源（ESS），將使用史上最強大的線性質子加速器產生強中子束，來研究材料的結構；雖然預計 2025 年才會完工，但於今年迎來第一批研究人員，開始實驗。

No.3 就是要抬頭看天空

許多人心中 2022 年科學事件第一名，正是韋伯太空望遠鏡傳回的驚人照片；沒有意外的話，韋伯在 2023 年會繼續大顯身手，揭露星系演變的真相，與遙遠系外行星的生命印記，找尋地球之外的生命。

今年還會有更多驚喜！來自於新的太空望遠鏡，如：由歐洲太空總署開發的歐幾里得太空望遠鏡，今年發射後將繞行太陽六年，拍攝宇宙的 3D 圖；日本宇宙航空研究開發機構 JAXA 的 X 射線成像、光譜任務 XRISM，則是繞地球軌道運行的太空望遠鏡，將探測來自遙遠恆星和星系的 X 射線，預計在今年 4 月升空。

在地球上，位於智利的薇拉魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory）將於今年 7 月啟用；其望遠鏡採用特殊的三鏡面設計，相機包含超過 30 億像素的固態探測器，每三個夜晚就能掃描整個南天，也是監測可能危害地球小行星的守護者之一。而世界上最大的可動望遠鏡——新疆奇台射電望遠鏡（QTT）也將在今年完工；其口徑達 110 公尺，能夠觀測天空中 75% 的星星。

No. 2 好多月球任務，還有一個鐵小行星

2022／12／11 這天，包括阿拉伯聯合大公國的拉希德漫遊者月球車、NASA 的月球手電筒立方衛星、以及日本的白兔 HAKUTO-R M1 登陸器，共同搭乘 SpaceX 的獵鷹九號發射升空；HAKUTO-R 如今正緩緩帶著拉希德前往月球，預計在今年 4 月著陸。

而印度太空研究組織 ISRO 的第三次探月任務月球飛船 Chandrayaan-3，預計今年年中發射，並於月球的南極著陸。

還有首次民間人士的月球之旅 dearMoon。SpaceX 的 Starship 將載著 11 位平民上太空，包含創業家、明星跟 YouTuber；如果 Starship 成功發射，將會成為史上最大的火箭。Blue Origin 的 New Glenn 也預計在今年首度發射。若兩者都成功，將推動太空科學與商業進入新時代，讓進入太空的成本大幅下降。

歐洲太空總署的木星冰月探測器 JUICE 也將在今年 4 月升空，並於 2031 年抵達木星系統；目標是研究木星以及三顆衛星：木衛二三四的環境，了解他們有沒有可能支持生命存在。

NASA 將於今年 10 月後發射延遲了一年的 Psyche 靈神星小行星軌道飛行器，其研究對象為 16 Psyche 靈神星小行星；科學家認為它可能不是一般的小行星，而是一顆年輕行星裸露的鐵核心。如果今年順利發射，將在 2029 年到達。 

看來對太空迷來說，2023 又將是幸福熱鬧的一年。

No.1 GPT-4 跟 AlphaFold 的衝擊波襲來

借過借過，AI 已預約登上 2023 年最大科學事件！

如果 GPT-3.5 開發的 ChatGPT 還沒有嚇到你，那 GPT-4 就要來了！

而在科學領域，DeepMind 的 AlphaFold 帶來的衝擊不亞於 ChatGPT；它能夠根據蛋白質的一維氨基酸序列，準確預測折疊後的三維形狀，對生物與醫療研究影響非常大。 AlphaFold 2 於 2021 年發布了另外 2 億多種蛋白質的結構，幾個月來，來自 190 個國家／地區、超過 50 萬名研究人員，使用 AlphaFold 研究了 200 萬種不同的蛋白質結構。另外，Meta 的 ESMFold 的速度甚至又比 AlphaFold 快 60 倍，預測的蛋白質超過 6 億種！

基於 AlphaFold 跟 ESMFold 的研究量將大大增加，這些龐大新知識也將開始應用於各學科，包括新疫苗和塑膠開發。

法規管制總是比科技進步緩慢，隨著 AI 越來越強大、滲透到社會的方方面面，各國政府必須回應。歐盟在今年將通過人工智慧法案，為使用人工智慧制定標準，其他國家和科技巨頭將密切關注，跟進與調適。

以上就是「2023 最值得關注十大科學事件」，你最期待的是哪一個？哪個是你心中的 No.1？又有哪些我們漏掉了，但你覺得該列入的呢？歡迎留言討論！

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 鎖定 2023 年的每一個科學大事件！

科學家首度目擊來自太陽系外的不速之客！
什麼？太陽系遭到外星人闖空門了嗎？請保持冷靜，讓我們娓娓道來。

要介紹這位不速之客，就從它的名字談起好了。我國法律規定，每個人只有三次改名機會，而成年之前只能改一次。而天上的星體可沒有這個限制了，但是一般根本不會隨便改名。這個奇怪的天體，在發現後一個月內，就換了三次名字。

改名的事情，我們就先賣個關子，現在先告訴你它的綽號。泛星計畫（Pan-STARRS）幫它取了一個很可愛的綽號：‘Oumuamua。這個字來自夏威夷語，意思是「第一個來自遠方的信使」。中文翻譯有趣了，中國大陸翻譯為「奧陌陌」，而臺灣天文同好想到了臺語的諧音，就把它暱稱為「黑麻麻」[1]。在這篇文章中，我們就姑且稱它為「黑麻麻」吧！

泛星計畫：難道不是彗星嗎？

「黑麻麻」的發現是在 2017 年 10 月 19 日，夏威夷大學的天文學家羅伯特．韋雷克（Robert Weryk）利用泛星計畫的 1.8 米望遠鏡，搜尋近地小天體，而發現這個快速移動的詭異天體。起初根據軌道型態，這個天體被歸類為彗星，名稱訂作 C/2017 U1（C字號代表長週期彗星）──這是「黑麻麻」的第一個名字。

很快地，科學家發現它並不是彗星。10 月 22 日，加法夏望遠鏡（Canada–France–Hawaii telescope; CFHT）的觀測發現，這個小天體的特徵，與彗星非常不同。它比較像是一個小行星。

彗星與小行星有什麼不同？主要的差異是它們的組成物質，彗星是冰和塵埃構成，小行星則是岩石構成。彗星靠近太陽的時候，身上的冰會揮發，塵埃也會跟著散至周圍，使我們可以看到一團光暈，稱為「彗髮」。

彗髮是觀測上用來認定彗星活動的重要線索。當帶有揮發性水、冰成分的天體向著太陽靠近時，太陽輻射能量的強度將隨著距離減少而逐漸上升，在不同的太陽距離下會驅動特定化學分子的揮發，而使他們顯現出彗髮、彗尾結構，這個開與關的邊界距離我們稱之為雪線（snowline）。比較常被討論到的雪線有 12 天文單位的一氧化碳、二氧化碳，以及 5 天文單位的水 。[2]

加法夏望遠鏡的觀測，以及甚大望遠鏡（Very Large Telescope; VLT）和南雙子望遠鏡（Gemini South Telescope）後續幾天的觀測，都一再顯示，C/2017 U1 並沒有沒有彗髮。也就是說，它根本不是彗星！世界時 10 月 25 日凌晨才剛登記為 C 開頭的名稱，當天晚上立刻改掉，改稱為 A/2017 U1 [3]，A字號代表小行星。

它不是歸人，是個過客──首度探測到的星際天體

彗星改認定為小行星，還不足以讓「黑麻麻」有舉足輕重的意義。真正精采的是，它竟然來自太陽系外，是闖入太陽系的不速之客！

過去人們從來沒有看過任何一個「亂入」太陽系的星際天體，不過科學家早已預言，我們有一天會看到。著名的行星科學家艾倫．斯特恩（Alan Stern）在1997年曾說過：「我們知道星際彗星存在，只不過天文學家還沒看過任何一個。」當時他也說明，將來科學家能夠找到星際彗星[4]。

為什麼科學家老早就料到，會有「黑麻麻」這樣的天體闖入太陽系呢？

事情是這樣的。太陽系行星形成的過程中，有很多微行星遺留下來，成為彗星、小行星這樣的小天體。但也有許多微行星沒有在太陽系內生存下來──它們走到木星這樣的巨大行星旁邊，就像是小蝦米遇到大鯨魚，被木星的重力甩一巴掌，甩飛到太陽系外。別人的太陽系也會有同樣的事情發生，有些微行星被巨大的行星甩出來。這些被別人甩出來的東西，流浪在星際間，有可能某天就流浪來到我們家門口了。

「黑麻麻」發現之後，研究人員經過初步的分析，就懷疑它是來自太陽系外的天體。10 月 22 日，結合了加法夏望遠鏡的觀測結果，才終於證實「黑麻麻」的軌道是雙曲線，而不是封閉的橢圓。也就是說，「黑麻麻」的軌道並無被太陽的重力束縛，它根本不是繞著太陽公轉的天體！

許多望遠鏡搶在「黑麻麻」離去之前觀測，於是科學家能夠精密地重建出「黑麻麻」的運行軌道。原來，這個小天體在 2017 年 9 月 2 日從太陽系盤面上方穿入水星軌道內，9 月 9 日最接近太陽，10 月 14 日行經地球軌道下方。太陽系的天體大都分布在接近同一盤面上，外來的闖入者軌道才如此怪異，這下又形跡敗露了！

「黑麻麻」的軌道速度實在太快，以秒速 26 公里的相對速度進入太陽系，太陽的重力根本不足以減慢它到能夠捕捉在太陽系內運轉。顯然，這位神秘嘉賓無意留宿在太陽系中，因緣際會來了一趟，與我們萍水相逢罷了。它不甘做太陽的奴僕，一生只接近太陽這一次，未來將與我們漸行漸遠。

也許它正吟誦著這首詩呢：「我達達的馬蹄是美麗的錯誤，我不是歸人，是個過客……」。

• 「黑麻麻」（1I/2017 U1）的運行軌道。

11月6日，國際天文聯合會（IAU）為「黑麻麻」正名，在接到申請後不到24小時，就同意為它專設一個新的天體分類── I，代表星際天體（interstellar object）[5]。於是，「黑麻麻」再度改名，成為 1I/2017 U1，開頭的 1 就表示它是此分類的第一號了。‘Oumuamua這個稱號也被正式認可，可寫為 1I/2017 U1 (‘Oumuamua)。

奇形怪狀的不速之客，是外星人派來的間諜？

「黑麻麻」不僅行蹤詭異，它的長相也非常怪異。

科學家根據甚大望遠鏡、南雙子望遠鏡觀測到的光度變化曲線，了解「黑麻麻」的特徵。若小行星不停在自轉，有時某一面對著我們，有時則是另一面對著我們，如果整體表面材質夠均勻，比較大面積的那個面對準我們的時候，看起來就會比較亮。

研究發現，「黑麻麻」大約 7 至 8 小時自轉一圈。出乎意料的是，它的光度變化，高點和低點竟然落差 10 倍！這表示大的面和小的面，面積可能有高達10倍之差異。也就是說，「黑麻麻」的形狀就像是一根長棍，長寬比可能高達 10：1，或者至少5：1 或 6：1。各項研究推測數據不一，但大約是長幾百公尺，寬、高各幾十公尺。

在太陽系裡，人們幾乎沒見過「黑麻麻」這樣奇形怪狀的天體。事實上，這種奇怪的形狀，本身的力學結構很難維持。你可以設想，一根棍子容易斷成兩截，但是一顆球不太容易，但「黑麻麻」怎麼會是以棍狀的模樣遊走到我們的太陽系中呢？

為什麼第一個看到的星際天體，就長得這麼怪呢？開始有陰謀論出現了，有人懷疑，搞不好是外星人派來的探測器！不過，專門搜尋外星訊號的突破聆聽計畫（Breakthrough Listen），12 月 13 日利用美國維吉尼亞州的綠堤望遠鏡（Green Bank Telescope），來偵測「黑麻麻」是否有出自科技裝置發出的電波訊號。結果如何呢？沒有鬧上新聞頭條，你大概也猜得到，結果是沒有任何可疑訊號。

雖然不是外星人派來的間諜，但我們還是很想知道，「黑麻麻」到底是從哪裡來的。根據軌道的方向，它可能是從織女星的方向來的。不過，以每秒 26 公里的速度推算，它仍然要走 30 萬年才能從織女星來到太陽系──而三十萬年前，織女星根本不在現在的那個位置。所以，來自織女星也不合理。

有趣的是，「黑麻麻」每秒 26 公里的移動速度，很接近太陽相對於銀河系周圍物質的移動速度。這又是一個證據，「黑麻麻」是星際中的天體。不過，它的速度並不與太陽系附近任何一個已知的恆星系統一致。至今「黑麻麻」已經漸行漸遠，科學家仍無法確認它從哪裡來。

「黑麻麻」走了，留下更多關於太陽系外的疑問

而經過科學家持續的研究之後，情況又更複雜了：2017 年 12 月艾倫．費茲蒙（Alan Fitzsimmons）等人在《自然天文》（Nature Astronomy）期刊發表的論文指出，不排除「黑麻麻」是星際彗星的可能性。他們說明，有些彗星在長期暴露於宇宙射線之後，可以發展出一個「保護層」。彗星的冰，只要在保護層下藏得夠深，就不會揮發出氣體、散出塵埃的活動跡象。

不過，這只能說是有此一說了，目前大多數學者仍傾向於認為「黑麻麻」是個星際小行星。

第一個目擊到的訪客是星際小行星，而非星際彗星，其實出乎科學家原先的意料。目前所知太陽系外層「歐特雲」的小天體，多半是彗星，而彗星與小行星的比例估計是 200:1 到 10000:1。逃脫到太陽系外的小天體，來源理論上要與歐特雲類似，以彗星為主。別人的太陽系，假如構造與我們的太陽系相似，則逃出來的星際天體，也該是以彗星為主。

沒想到，第一次就來了一個星際小行星。「黑麻麻」的到來，留下了疑問：別人的太陽系，究竟跟我們的太陽系有無不同呢？

夏威夷語的 ‘Oumuamua，意思第一個遠方來的信使。把它稱作第一個，言下之意就是期待找到第二個、第三個了。「黑麻麻」這位長相怪異的星際訪客，已經讓人類見識到宇宙比想像中更有趣，而現在它已經逃之夭夭，我們就放眼未來吧！

好消息是大型綜合巡天望遠鏡（Large Synoptic Survey Telescope; LSST）預計在 2019 年完工，這套直徑八米等級的巡天望遠鏡，讓我們有機會搜尋到更多更小更暗的星際天體。若能觀測到更多星際天體，人們將掌握更多來自別人的太陽系的訊息。這就像尋獲漂流到我們家門口的神秘訊息，或許能揭開它的來源地的神祕面紗。

我們從來不可能只活在象牙塔裡。地球並不孤立在太陽系中，常有意外的訪客，幻化為美麗的流星。也有過門不入的危險分子，科學家把它們登記在近地小行星的名單上。現在我們知道，太陽系也不是孤立在銀河系中，也有意外的訪客，從我們身邊飛掠而過。

我們不知道下一個不速之客什麼時候到來，也不知道它會給我們什麼意外的驚喜。面對外頭的世界，只能永遠保持警覺，也永遠保持開闊的心胸。

• 本文特別感謝鄭宇棋博士審訂

附註

• [1] 陳英同，〈瓶中信──誰人寄來的小行星 1I/2017 U1 （’Oumuamua）〉，2017年11月8日刊登於網路天文館。
• [2] 此段落由鄭宇棋博士提供。
• [3] MPEC 2017-U183: A/2017 U1
• [3] Stern, Alan. “Seeking Rogue Comets.” Astronomy, February 1997, 46-51.
• [4] MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS
• MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS
  

參考資料

• Enriquez, E.; Siemion, A.; Lazio, J., et al. 2018, ArXiv e-prints, arXiv:1801.02814
• Fitzsimmons, A., Snodgrass, C., Rozitis, B., et al. 2017, ArXiv e-prints, arXiv:1712.06552
• Fraser, W. C., Pravec, P., Fitzsimmons, A., et al. 2017, arXiv:1711.11530
• Jewitt, D., Luu, J., Rajagopal, J., et al. 2017, ApJL, 850, L36
• Mamajek, E. 2017, RNAAS, 1, 21
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• Greicius, T. ”Small Asteroid or Comet ‘Visits’ from Beyond the Solar System.” NASA News Releases, October 27, 2017.
• ”The IAU approves new type of designation for interstellar objects.” IAU announcement 17045, 2017.
• “ESO Observations Show First Interstellar Asteroid is Like Nothing Seen Before.” ESO Press Releases, November 20, 2017.
• Talbert, T. “Interstellar Asteroid FAQs.“ NASA News Releases, November 21, 2017.