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银河系中最神秘、最具争议性的星球 高于人类文明的II型文明?(Kube/CC BY 4.0)

银河系中最神秘、最具争议性的星球 高于人类文明的外星文明?

【希望之声2020年1月29日】(编辑:田喆)从2011年开始,一些天文爱好者们注意到一颗恒星。在讨论中,这颗恒星被他们称为“有趣”和“奇特”。它编号为KIC 8462852,俗称塔比之星(Tabby’s star),官方名为博亚吉安之星(Boyajian’s star)。据美国趣味科学网站报道,这颗名为KIC 8462852的恒星轰动一时,因为科学家们发现这一天体发出的光存在异常波动。

报道称,这颗恒星原本是一颗普通的F型恒星,比我们的太阳稍大、稍热一些。它位于天鹅座,距离地球大约1480光年。但是美国耶鲁大学天文学家、外号“塔比”的塔贝莎·博亚吉安和她的同事以及参与“行星猎人”众筹计划的公民科学家们一起,发现了某种奇怪的东西。当他们对美国航天局开普勒太空望远镜的数据进行分析时,发现了数十次奇怪的情形,每次这颗恒星的亮度都会在100天的时间段里持续变暗。在这一过程中,这颗恒星——现在被戏称为“塔比”恒星——的光最多减少了22%,并且那里没有行星做周期性的轨道运行,只有一堆不规则、找不到特定模式遮光的形状。2017年5月19日,KIC 8462852的光度再次如期下降。

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编号为KIC 8462852,俗称塔比之星(Tabby’s star),官方名为博亚吉安之星(Boyajian’s star)(public domain)

开普勒望远镜观察到的光度资料显示,该星的亮度有数个非周期性的小骤降,而且每次降低的强度是不一致的。另外还有2个大骤降约每750天会发生一次。这样的强度和非周期变化令科学家们相当困惑。如果有大量小型物体以“密集队形”环绕该恒星,那么产生的结果就会和开普勒观察的资料一致。

第一次主要骤降遮盖了该恒星15%的亮度,另一次则造成22%的下降。一般来说,如果有行星在围绕恒星运转,那么当它挡住一部分星光的时候,恒星的光变曲线会出现一个小坑,代表星光变暗了。通常这种变化是在1%的范围。然而,KIC 8462852的亮度变化幅度很大,而且完全没有规律。四年多来,研究者们最高时看到了15%和22%的深坑,分别出现在观测的大约第800天和第1500天。这表示并不是一颗行星在遮挡恒星的光,而是某个宽度有恒星一半的物体。

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22%的下降(JohnPassos/wikipedia)

“我们从没见过这个样子的恒星。”美国耶鲁大学的特贝莎·柏亚金(Tabetha Boyajian)说,“它真的是很奇怪。我们以为是数据问题或者是探测器的运动造成的,但这些都检查过了。”

围绕着这颗神秘的星球出现了许多假说。

尘埃假说

在《皇家天文学会月报》上,他们发表了一篇论文来讨论种种可能的解释。除了设备或数据问题,他们考虑到的可能性还包括亮度的变化是来自恒星内部,或者是小行星带的尘埃造成的,抑或是行星遭到撞击激起的尘埃遮挡了星光。   在这个假设情境下,来自周遭恒星的重力可能造成该星的奥尔特云里的彗星朝该星坠落。支持这个假说的证据是,距离该星132× 10千米(885天文单位)确实有一颗红矮星存在。但是,来自奥尔特云的彗星云气被重力扰动后,以椭圆形轨道近距离绕行恒星,并且有足够的数量造成该星22%的亮度下降,这个想法是受到质疑的。他们也一一排除了这些可能性。每个解释都与观测到的现象存在矛盾之处。比如,一些年轻的恒星确实会有奇怪的亮度变化,就像我们的太阳刚刚形成的时候,周围会有聚集在一起的尘埃,这些尘埃团可能会阻挡星光。然而,这样的恒星会有特定的红外辐射,但KIC 8462852并不是这样。其他的种种迹象也都显示KIC 8462852并不是一颗年轻恒星:它是一颗成年的F型恒星,有太阳的1.5倍大。这种可能性是极低的。美国宇航局的广域红外线探测卫星(WISE)在2009到2011年间曾对那颗恒星进行过观测,并没有任何数据显示那边发生了行星碰撞。随后,“开普勒”的观测就开始了,二者的时间间隔很短。在如此短的间隔里恰好发生了行星碰撞,是一件概率极低的事。“开普勒”必须是在对的时候看到了对的地方,才会刚刚好看到一批彗星从恒星的前面经过。

行星碰撞假说

目前已经对该星进行了高分辨率的光谱仪和影像观察,也透过西班牙的北欧光学望远镜进行了光谱能量分布分析。如果这些环绕恒星的物体之间发生碰撞,那么应该会产生温暖的尘埃,并发出红外线光,但是目前并没有观察到任何超量的红外线能量,因此这些物体不可能是巨大行星之间碰撞产生的残骸。其他研究者认为行星残骸场的解释是行不通的,因为开普勒望远镜观察到这个现象的机会非常低。

外星人假说

2014年,柏亚金在一次学术会议期间把数据拿给美国宾夕法尼亚州立大学的天文学家杰森·赖特(Jason Wright)看。赖特看到后也很惊讶,用他的话说,那些光变是“疯狂的”。

赖特本身在“外星行星和可居住世界研究中心”从事研究工作。他当时正在写一篇论文,讲述“开普勒”除了探测外星行星,还有可能探测到外星文明建造的巨型空间设施。

他认为,柏亚金给出的解释全都是“自然因素”,而其实还有另外一种可能性——亮度变化是由外星文明造成的。他随后将KIC 8462852加入到了论文草稿中。“我们感到这是迄今为止最有希望的‘搜寻地外文明计划’(SETI)的观测目标。”他和同事们写道。

在早先的一篇论文中,赖特等人提出,如果一个文明建造了一个巨型空间设施,那么它们就会建造更多。这造成的效果就是,会有一批不同尺寸和运动周期的设施围绕恒星运转。如果这些设施最终完全将恒星围住,那么就形成了“完整的戴森球”。

赖特等人分析认为,从KIC 8462852光变的周期和缺少重复性来看,遮挡物是运行在一个很长的轨道上。光变达到22%,则意味着遮挡物的尺寸至少达到恒星直径的四分之一。

假如那些遮挡物真的是智能生物的杰作,那么根据苏联天体物理学家尼古拉·卡尔达肖夫提出的标准,那个文明已经达到“II型文明”阶段。

什么是戴森球卡尔达肖夫指数

1937年,奥拉夫.斯台普顿(Olaf Stapledon)的科幻小说《恒星制造者》(Star Maker)中首次描述,物理学家弗里曼.戴森(Freeman Dyson)在他1960年的论文《寻找人造恒星的红外辐射源》(Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation)中推广了这一观点,戴森球是一种假想的“巨型结构”,即建立在恒星周围、尽可能多地获取恒星能量以驱动高级文明的巨型建筑结构。它可能被建造出来巨型的球状太阳能电池板包住了整颗恒星。

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(Kevin Gill from Los Angeles/wikimedia commons)

1964年,苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫(Nikolai Kardashev)创造了一个假设性的“卡尔达肖夫指数(Kardashev scale)”,它从宇宙的角度出发,描述了随着能源需求的增加文明的进步。

例如,一个I型的卡尔达肖夫文明,能够足以先进到以利用从其母恒星落下来的所有能量。我们还未达I型,人类被认为是100-200年后能够达到这一目标。一个Ⅱ型文明需要比这更多的能量,并且需要利用他们所处恒星所能产生的全部能量。

要做到这一点,Ⅱ文明将要考虑在其所在恒星周围建造大批量的太阳能收集器,甚至将其完全封闭在一个“戴森球体”内。III型文明将有令人难以想象的能力去利用整个星系的能量输出,尽管在2015年的中红外调查中得出结论“卡达尔肖夫 III 型文明要么非常罕见,要么就不存在我们所处的的宇宙中。”

但是塔比星的奇怪之处是否就是II型文明存在的首个证据呢?

当观察KIC 8462852奇怪的变暗事件时,这个信号可以被解释为一个正在构建的Dyson球体。或许这是戴森星系群的证据,在恒星的轨道上有许多较小的太阳能收集器。

除了奇怪的过渡信号外,天文学家还注意到,过去一个世纪以来,这颗恒星正在逐渐变暗,可以将其解释为正在建造一个巨型建筑的迹象。 为了研究这种可能性,SETI研究所于2015年11月在超过两周的时间里将其强大的艾伦望远镜阵列(ATA)对准塔比之星,以监听先进的外星文明可能正在传输的任何错误通信,但是并没有检测到信号。

在2015年10月15日对大西洋的一次不出名的采访中,赖特详细介绍了这些“其他情形”可能是什么。怀特说,“外星人永远将是你所考虑的最后一种假设,但是这个东西看上去让你觉得应该就是外星文明的建设。”在这次采访之前,塔比星是科学奇物,如今,塔比星成了媒体的焦点,并被取名为“外星建筑恒星”。

最近,柏亚金、赖特,以及美国加州大学伯克利分校SETI中心主任安德鲁·谢米昂(Andrew Siemion)已经在申请使用绿岸天文望远镜观测KIC8462852。那是一架位于美国西弗吉尼亚的直径100米的大型射电望远镜。如果1480光年外有技术文明,它们也许会发出某些可以被射电望远镜阵捕捉到的特定电波。

什么样的外星文明能够建造出如此庞大的东西,以至于能够遮住整个恒星的光芒呢?并且他们为何有如此举动?

责任编辑:田喆

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