你看到的“天文美图”，多少是真实，多少是想象？

　　​​昨天你也许看到了这张图：

图片来源：ESA

　　​这张图里，是上个月天文学家观测到的一颗奇特天体。欧空局刚刚在Nature上发表论文，确认了它是一颗来自我们太阳系之外的小行星。我们已经发现了大约750000个小行星和彗星，但这种系外来客还是头一回确认。它被命名为 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) 。（友情提醒：O前面有个 ’ ，读作“猴姆阿姆啊”。）
　　不过，这个图片是它真正的模样吗？它会是一艘包裹岩石伪装外壳的飞船吗？

　　​友情提醒：看图片右下角。

　　​噢，Artist's Concept，艺术家想象图。作者是欧空局的平面设计师Martin Kornmesser，他画了很多这样的图。
　　有些媒体发这个图的时候没有做说明，又把右下角这俩词裁掉了，那就没辙了是吗……
　　有第二个办法。 如果一个天体的图片，前景里有东西，背景里还有浩瀚星空，那不敢说100%，至少99.9%是艺术家想象图。
　　还有第三个线索。这颗小行星的大小各方计算不同，欧空局论文里给出的是长800米，而NASA的网站说法是400米。
　　这太小了呀！
　　要是我们看个长800米的东西能看得这么清楚，那我们干嘛还要送新视野号去冥王星，送罗塞塔去67P，送朱诺去木星，送卡西尼去土星……在地上直接看了多好。
　　你可能会想到哈勃。哈勃太空望远镜倒是能看到很远很远的东西，快要到宇宙尽头了。但人家看的东西多大呀，深空场看到的都是整个整个的星系；那些美丽的星云也都是大得难以想象。（以及，发现这个小行星也没有用哈勃。哈勃在太空中，要旋转起来又慢又费能源，所以几乎都是指定了具体目标再去看，而非大范围巡视寻找新东西。）
　　但这么点的小行星，不管你拿什么去看，都是一个小光点。800米真的和没有差不多，绝无可能直接看到任何细节。

图片来源：论文配图

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　　所以，这张图就是艺术家瞎画的咯？
　　倒也不是，他的画是有科学依据的。比如，我们有很大的把握说这玩意儿长宽比大概是10:1。
　　凭啥？凭这个：​

　　​这东西叫“光变曲线”：随着时间的推移，一个天体在怎么变亮变暗。这是我们观测这些小不点儿最有力的武器。
　　一个小行星，自己又不发光，怎么会变亮变暗呢？因为太空中（1）东西不均匀；（2）东西在旋转。小行星虽然只能被动反射太阳光，但它转到不同位置的时候反光一定会有点儿差异。只要看一下它变化一圈用多久，就知道它自转的周期。对于ʻOumuamua，我们精确地算出，它的旋转周期是7.34+-0.06小时。这算是正常的速度。
　　可它的变化幅度就很过分，足足变了2.5个星等。星等的算法是按照指数来，变5等是100倍亮度，变1等是100^1/5倍，2.5等那就是100^2.5/5，恰好100的平方根，10倍。这要么这个小行星不同位置的颜色差很多，要么这个小行星形状很奇葩，或者两者都有。
　　不过，从光里面还能分析到它的颜色特征。看起来它的颜色和很多日常小行星没什么区别，而且也很均一。那就只能是因为形状奇怪了。
　　虽说奇葩，也不能奇葩过分，乱画一气。别忘了这个小行星还在高速旋转，7小时一圈呢，形状太诡异的话就会把自己甩开了。综合考虑的话，把它画成一个雪茄形状，长是宽10倍的近乎椭球的天体，的确是最合理的方案。
　　至于这种形状么……嗯，笑笑就算了……

　　​还有必须吐槽的是，长条形是地球海洋表面船只需要满足的特征，人家太空战舰没有这么搞的理由。
　　最后的问题就是这玩意儿到底有多大。这种小光点的大小不可能直接测量，还好我们知道亮度。只有亮度也没用，同样大小的东西，一面镜子就比一块石头亮很多。幸运的是，太空中不会无缘无故飘出来个镜子，而这个小行星不管怎么看，除了形状之外别的特征都和我们熟悉的小行星差不太多。所以，合理地假定它的反射率是0.04，就算出来长800米宽80米这个数字。
　　这个反射率是假定，你要是多一点假定成0.06或者0.08，别人也不能说你什么。大概NASA的数据就是用了不同的反射率得出的（他们没论文所以我们不知道具体的细节）。但数量级都是这个数量级，差不了太多。
　　所以，我们知道它的长宽比是10:1。我们知道它最可能是个类似雪茄的棍棒形状。我们知道它表面色彩偏暗红，和已知小行星差不多。
　　剩下的？都是艺术家想象。​​​​