□ 斗轉(zhuǎn)星移

一顆最奇怪的星

□ 斗轉(zhuǎn)星移

去年，天文學(xué)家在銀河系中發(fā)現(xiàn)了一顆恒星，它奇怪的行為讓對(duì)待外星人一向謹(jǐn)慎的天文學(xué)家們也不得不懷疑在它周圍的行星上有可能生活著高度發(fā)達(dá)的外星人，他們建造了巨型建筑獲取恒星的能量。人們對(duì)它的興趣與日俱增，截止至2016年10月28日，已有國(guó)外多家媒體報(bào)道，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的突破監(jiān)聽(tīng)計(jì)劃也將使用綠堤射電望遠(yuǎn)鏡探測(cè)這顆星周圍的高級(jí)智慧生命發(fā)出的信號(hào)。

這顆星的正式名稱為KIC 8462852，也被稱為塔比（Tabby）星，取自于發(fā)表發(fā)現(xiàn)這顆星的論文的第一作者、天文學(xué)家塔比薩 （Tabetha Boyajian）的名字。她在2016年2月在TED（全球最大、最具影響力的演講平臺(tái)之一）報(bào)告中講述了這顆星的故事。

圖1 塔比薩在TED做報(bào)告，題目為：宇宙中最奇怪的星

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡

故事開(kāi)始于2009年，在那一年，美國(guó)宇航局發(fā)射了開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡，主要科學(xué)目標(biāo)是尋找太陽(yáng)系外的行星，也就是系外行星。尋找的方法是觀察天空中的一小塊區(qū)域。

圖2 開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)區(qū)域?yàn)閳D中小方格部分，位于天鵝座、天琴座和天龍座交界處。

圖3 開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)區(qū)域詳圖

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡連續(xù)觀測(cè)四年，監(jiān)測(cè)了150000多顆恒星，每30分鐘記錄一次，去尋找凌星現(xiàn)象。凌星現(xiàn)象就是當(dāng)行星從它所圍繞的恒星面前通過(guò)時(shí)，行星會(huì)擋住一小部分恒星的光，使恒星的光變曲線下降一下。

圖4 凌星現(xiàn)象示意圖。上：行星剛從恒星前面經(jīng)過(guò)。下左：近距離觀看行星與恒星。下右：恒星光變曲線?？v坐標(biāo)為恒星亮度，橫坐標(biāo)為時(shí)間。光變曲線陡然的下降，是由于行星遮住了恒星的部分光。

行星獵人

美國(guó)宇航局的研究小組研發(fā)了非常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)查找開(kāi)普勒數(shù)據(jù)中的凌星現(xiàn)象。他們發(fā)布第一批數(shù)據(jù)時(shí)，耶魯大學(xué)的天文學(xué)家們產(chǎn)生了疑慮：如果計(jì)算機(jī)遺漏了某些數(shù)據(jù)怎么辦？于是他們推出了行星獵人（PLANETS HUNTERS）公眾科學(xué)項(xiàng)目，號(hào)召公眾來(lái)查看相同的數(shù)據(jù)。人類大腦對(duì)圖形的識(shí)別有驚人的能力，有時(shí)甚至超過(guò)電腦。但不少人不太相信。黛布拉·費(fèi)希爾（ Debra Fische）是行星獵人項(xiàng)目的創(chuàng)始人，當(dāng)時(shí)就有人對(duì)她說(shuō)：“你瘋了。計(jì)算機(jī)不可能漏掉任何信號(hào)?！?/p>

圖5 行星獵人網(wǎng)站：https://www.planethunters. org/，邀請(qǐng)公眾一起發(fā)現(xiàn)系外行星。

圖6 恒星的光變曲線。

圖7 木星（上左）和地球（上右）遮擋太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)的光變曲線變化。

于是，人機(jī)對(duì)決開(kāi)始了。今天，在超過(guò)300000個(gè)科學(xué)愛(ài)好者的幫助下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十顆系外行星，而且還發(fā)現(xiàn)了我們銀河系中最神秘的恒星：KIC 8462852。

先來(lái)看看開(kāi)普勒數(shù)據(jù)中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的凌星是怎樣的。這個(gè)圖表（圖6）的左邊是恒星亮度，底部是時(shí)間。中間的白線就是恒星亮度隨時(shí)間變化的曲線，稱為光變曲線。

當(dāng)一顆行星從它的恒星面前經(jīng)過(guò)時(shí)，會(huì)擋住恒星的一部分光，恒星星光變暗的程度能反映出這顆行星本身的大小。比如，以木星為例。沒(méi)有哪個(gè)行星能比木星再大很多了。木星會(huì)使太陽(yáng)的亮度降低百分之一。地球的大小是木星的十一分之一，它在開(kāi)普勒的數(shù)據(jù)中幾乎是覺(jué)察不到的。

奇怪的星

現(xiàn)在來(lái)看這顆奇怪的星。

幾年前，行星獵人篩選數(shù)據(jù)尋找凌星時(shí)，發(fā)現(xiàn)了來(lái)自KIC 8462852恒星的神秘信號(hào)。信號(hào)首先出現(xiàn)在開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡2009年5月的觀測(cè)結(jié)果中（見(jiàn)圖8）。

一般凌星通常只持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，但這個(gè)持續(xù)了幾乎一周，意味著這顆行星很龐大。這個(gè)凌星看起來(lái)也不對(duì)稱，它不是我們看到的木星所造成的那種干凈、整齊的U型，而是有奇怪的斜坡（圖8中左側(cè)），表明遮擋星光的物體不是像行星那樣的圓形。

后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了幾次這樣的遮擋，再后來(lái)的幾年中，一直很安靜。但到了2011年3月，我們看到了恒星的亮度降低了15%，相比于只會(huì)使恒星亮度下降百分之一的木星，這是顆巨大的行星。這次下降，既光滑又干凈。它也是不對(duì)稱的，逐漸變暗，持續(xù)近一個(gè)星期，然后在短短幾天就恢復(fù)正常。

之后又一直平靜。但到了2013年2月，KIC 8462852開(kāi)始變得瘋狂起來(lái)。

KIC 8462852光變曲線中出現(xiàn)復(fù)雜的下降，持續(xù)有一百天，一直到開(kāi)普勒任務(wù)結(jié)束。

這些下降的形狀各異，有的尖銳，有的寬闊，變化時(shí)間也不同，有的一兩天，有的一周多。好像是幾個(gè)獨(dú)立事件在頂部疊加在一起，這顆恒星的亮度下降超過(guò)20%。這意味著，遮擋它的面積超過(guò)1000倍地球的面積。

KIC 8462852確實(shí)十分奇怪。公眾們通知了科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。科學(xué)家團(tuán)隊(duì)給出的回答是，“有可能數(shù)據(jù)出了問(wèn)題?！?/p>

尋找答案

塔比薩他們十分認(rèn)真地檢查了數(shù)據(jù)，確信數(shù)據(jù)是沒(méi)有問(wèn)題的。這意味著在宇宙空間中一定有什么物體遮擋了星光。他們開(kāi)始去了解有關(guān)這顆恒星的一切，希望能找到什么線索，可以解釋那里到底發(fā)生了什么。幫助發(fā)現(xiàn)這顆星的公眾科學(xué)家們也加入了，去查看第一手科學(xué)資料。

圖8 2009年5月觀測(cè)到的KIC 8462852光變曲線變化。

圖9 2011年3月觀測(cè)到的KIC 8462852光變曲線變化。

圖10 2013年2月觀測(cè)到的KIC 8462852光變曲線變化。

圖11 剛剛誕生的恒星示意圖。恒星周圍有物質(zhì)顆粒圓盤。

有人說(shuō)，或許這顆恒星很年輕，在它周圍仍然有塵埃云。

又有人說(shuō)，或許恒星周圍已經(jīng)形成了行星，其中兩顆撞在一起，類似于我們?cè)虑蛐纬墒录?/p>

這兩個(gè)理論可以解釋部分?jǐn)?shù)據(jù)，但困難是這顆恒星沒(méi)有顯示出年輕的跡象，也沒(méi)有任何物質(zhì)被星光加熱。如果恒星年輕，或者有碰撞發(fā)生，就會(huì)有很多物質(zhì)塵埃。

圖12 兩顆行星發(fā)生碰撞，示意圖。

圖13 恒星KIC 8462852論文標(biāo)題及作者。

又有人說(shuō)，會(huì)不會(huì)是一個(gè)巨大的彗星群，沿著橢圓軌道經(jīng)過(guò)這顆恒星前面呢？

這與我們觀察的現(xiàn)象一致，但也有些牽強(qiáng)。這需要有數(shù)以百計(jì)的彗星，而且這些彗星剛好在我們和這顆恒星之間通過(guò)，但這不失為所有解釋中最好的。

塔比薩等人撰寫論文發(fā)表了他們的新發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)家發(fā)表論文一般是為了發(fā)布新的研究成果，但他們這次卻是個(gè)例外。他們的標(biāo)題是提問(wèn)式的：星光哪兒去了（Where's the flux）？

存在外星人？

在寫論文時(shí)，塔比薩見(jiàn)到同事杰森·賴特（Jason Wright），他也在利用開(kāi)普勒數(shù)據(jù)寫論文。他說(shuō)，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡非常精確，能夠探測(cè)到其他恒星周圍的外星人建造的巨型建筑。但是他并沒(méi)有這樣的發(fā)現(xiàn)。看到由公眾科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的奇怪星后，他說(shuō)：“糟糕，我得重新寫論文了”。

圖14 一群彗星通過(guò)恒星表面，想象圖。

好像用自然現(xiàn)象來(lái)解釋KIC 8462852的行為都有點(diǎn)牽強(qiáng)，塔貝薩他們寫了一個(gè)觀星方案，建議用位于西弗吉尼亞州綠岸的美國(guó)射電天文臺(tái)的射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)這顆星，看看是否有外星人發(fā)出的信息。

圖15 人們想象出的各種戴森球。

如果有外星人存在，那么怎樣解釋KIC 8462852的光變曲線？

想象一個(gè)比我們先進(jìn)的文明，他們也有一顆恒星，像我們有太陽(yáng)一樣。他們已經(jīng)耗盡了自己行星所能提供的能源，于是他們從恒星那里捕獲更多的能量，從而解決能源需求。他們會(huì)建造巨大的建筑，像是巨大的太陽(yáng)能電池板，被稱為戴森球（Dyson sphere）。

真的很難想象戴森球會(huì)有多么巨大。地球和月球的距離是38萬(wàn)千米，戴森球上最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)是這個(gè)距離的100倍！

這些巨型結(jié)構(gòu)在恒星周圍運(yùn)動(dòng)，恒星的亮度就會(huì)發(fā)生不均勻的、不自然的降低。任何消耗大量能量的物體都會(huì)產(chǎn)生熱量，但他們沒(méi)有觀測(cè)到。也許因?yàn)闊崃繌臎](méi)有朝向地球的方向輻射出去了。

還有一種解釋，很多人會(huì)更喜歡，就是我們剛剛目睹了星球大戰(zhàn)，一場(chǎng)毀滅一顆行星的宇宙戰(zhàn)爭(zhēng)。這樣會(huì)產(chǎn)生很多灰塵，而我們沒(méi)法觀察到。

塔比薩在TED報(bào)告的最后說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)這顆恒星所表現(xiàn)的奇怪現(xiàn)象，也許是無(wú)法解釋的自然現(xiàn)象，也許是我們不理解的外星人技術(shù)。但無(wú)論如何，我們發(fā)現(xiàn)了一些新的東西，一些有趣的現(xiàn)象。我們需要繼續(xù)觀察這顆恒星，更多地了解它。還要觀察星空中成千上萬(wàn)顆恒星，如果再發(fā)現(xiàn)一顆這樣的恒星，將意味著什么？如果沒(méi)再發(fā)現(xiàn)這樣的恒星，又將意味著什么？”

圖16 藝術(shù)家想象的正在毀滅一顆行星的星球大戰(zhàn)。

SETI搜尋

SETI（地外文明探索）研究所網(wǎng)站上也發(fā)表了文章：奇怪的恒星KIC 8462852（The Mysterious Star KIC 8462852），網(wǎng)址為：

http∶//www.seti.org/seti-institute/ mysterious-star-kic-8462852。

文章內(nèi)容為：

SETI研究所假設(shè)KIC 8462852恒星系統(tǒng)具有存在高級(jí)智慧生命的可能性。這顆星比太陽(yáng)亮一點(diǎn)，距離我們大約1400光年，已經(jīng)被開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測(cè)到用一般科學(xué)原理無(wú)法解釋的反常行為，它有時(shí)亮度會(huì)降低20%，表明有某種物體從它前面通過(guò)，遮住了它的部分星光。根據(jù)多方分析，這些物體不是簡(jiǎn)單的行星。一種普遍被接受的看法是一群彗星被恒星吸引而近距離繞恒星運(yùn)行。但是，也有另外一種看法，也許是恒星附近的智慧生命建造的戴森球遮蔽了恒星的光亮。

為了檢驗(yàn)這些觀點(diǎn)，我們用艾倫望遠(yuǎn)鏡陣列來(lái)搜索KIC 8462852的非自然界產(chǎn)生的無(wú)線電信號(hào)。努力尋找窄帶信號(hào)，與傳統(tǒng)的SETI實(shí)驗(yàn)一樣，也包括更寬的輻射，那些也許是由擁有強(qiáng)大動(dòng)力的宇宙飛船發(fā)出的。

也許外星人的信號(hào)不屬于射電波段，于是我們的艾倫望遠(yuǎn)鏡陣列增加了搜尋簡(jiǎn)單而高能量的激光脈沖。位于巴拿馬、屬于全球光學(xué)監(jiān)測(cè)SETI網(wǎng)的博克特光學(xué)SETI天文臺(tái)也進(jìn)行了觀測(cè)。觀測(cè)數(shù)據(jù)正在分析中。一旦有結(jié)論，我們將在網(wǎng)站上以及專業(yè)的雜志上發(fā)布。

根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，KIC 8462852的變暗很可能是自然現(xiàn)象，但是為了找到地球之外智慧生命，對(duì)于任何有存在外星人可能的線索我們都會(huì)進(jìn)行觀測(cè)，這也是SETI研究所的日常工作。

（責(zé)任編輯 張長(zhǎng)喜）