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这个星系中最神秘的恒星

2017-08-11马库斯·伍

飞碟探索 2017年8期
关键词:变暗天文学家外星

马库斯·伍

2015年秋季,天文学家在距离我们1200光年的地方,天鹅座内,发现了一颗忽明忽暗的恒星。因为之前人们从来没有见过这样的情况,这颗恒星被称为最神秘的星。

星光变化不规则,表明有什么东西不断遮挡住恒星发出的光。研究人员提出了大量的解释,包括黑洞、彗星群、星际云等,但谁也拿不出结论性的答案。其中的一种假设甚至涉及外星人。

是的,外星人。

研究人员假设,也许有一个发达的外星文明建造了一个巨大的结构,环绕他们的恒星飞行。这个巨大的结构也许是一个巨大的发电厂,能利用这颗恒星的能量。当这个结构的部分从恒星前面经过时,星光亮度就会降低。

如果真是这样的话,这种外星巨型结构就会成为历史上最重大的发现。如果你相信当时报刊上的那些头条新闻,就会认为人们不久后就能找到证据。然而,到目前为止,科学家认为还没有这颗恒星上(命名为KIC8462852)有外星人存在的证据。

当然,科学家也不能完全排除外星人的假设。现阶段,外星巨型结构能且只能是一种假设。美国宾夕法尼亚州立大学的天文学家詹森·莱特说:“就连那些很讨厌把什么都往外星人身上扯的人,都不得不承认这种现象非常神秘。”

这已经不是天文学家第一次拿外星人來解释空间的奇怪现象了。早在1968年,当天文学家约瑟琳·贝尔·伯奈尔发现无线电波速脉时,她做的记号就是“LGM”,意思是“小绿人”,半开玩笑地表示这可能是外星生命的信号。之后,天文学家很快意识到这些信号来自迅速自转的中子星,并把它称为脉冲星。

开普勒空间望远镜紧盯天空拳头大一片空间长达4年

奥拉夫·斯塔普雷顿在他的科幻小说《造星人》(1937)里推测,有一个先进文明渴望得到能量,最终需要从其恒星中提取。为了达到这个目的,就得建造一个环绕其恒星的结构。受到这个念头的启发,物理学家弗里曼·戴森于1960年提出,要想寻找智能生命,就得把目标确定在这些建筑物上。所以当今常常把这些建筑物称为戴森球。

2005年,一位名叫卢克·阿诺德的天文学者提出,这种建筑物也能用来制作闪烁式信号,就像一种星际的摩尔斯电码,告诉人们有外星文明的存在。

要想探测这样的建筑物在星光中产生的微妙变化,就得有一架敏感的望远镜长久对准这种恒星。谁料到这样的望远镜已经有了。

这就是2009年发射升空的开普勒空间望远镜,设计它的目的就是想发现其他恒星周围的行星。开普勒空间望远镜紧盯天空拳头大一片空间长达4年,观察行星经过时造成的光线变暗现象。这项任务取得了硕果,截至目前,天文学家发现已经确认的3400颗行星中,有2300颗都属于这种情况。

但是,莱特意识到,如果有“外星巨型建筑物”的话,这架望远镜也是能探测到的。当他在开普勒数据库里了解到一颗非常奇特的恒星(即KIC8462852)时,他想到了这种可能性。

他们把这颗恒星叫作WTF星(意思是:爱在哪里星)。想到天文学者都那么喜欢给星球取一些有名堂的名字,这也就不足为奇了。

目前在路易斯安那州立大学工作的天文学者塔贝莎·伯雅简和同事一道,在几年时间里揪住这颗恒星没有放手,所以这颗恒星现在的名称变成了“伯雅简的星”或“塔贝的星”。有一些民间科学家通过一个名为“猎星者”的项目,发现这颗恒星具有特别不规则的亮度变化,然后告诉了她。有一次变暗时,这颗恒星的亮度降低了22%。这么大的变化表明特别巨大的物体挡住了光线。拿木星来说,它是我们太阳系最大的行星,可是这样一颗行星也只能把太阳的亮度降低0.5%。

谁也摸不透这是怎么回事。伯雅简说:“对科学家来说,这是令人兴奋的事,因为新鲜,但同时也令人失望。”

她的团队于2015年发表了自己的数据,并大胆猜测:这可能是一个彗星群经过时产生的亮度降低事件。

可是,当伯雅简给莱特看这些数据时,莱特意识到这些明暗变化与外星建筑物的情况能够吻合。也就是说,如果外星巨型建筑物存在,就可以造成类似于“伯雅简的星”的亮度变化。

亮度降低本身也并不那么奇怪。在开普勒空间望远镜和其他望远镜的视野中,许多恒星都有亮度瞬间变暗的情况。

比如说,年轻恒星的周围常常有个云气环,由形成行星的原始材料组成,遮挡光线。但是“伯雅简的星”是一个一般质量的中年恒星,而且没有任何红外辐射。天文学者认为,不管什么,比如说一道尘环,只要它能挡住光线,肯定也靠近这颗恒星,所以受热之后就会放射红外线。可是,他们没有探测到任何红外线,表明根本就没有一道尘环。

也许这颗恒星正在吞噬一个行星

然后,到了2016年1月,该恒星变得更加怪异。路易斯安那州立大学的天文学者布兰德利·沙佛发现,除了短期变暗的现象之外,该恒星在20世纪亮度降低了15%。沙佛彻查了档案资料,查到了1890年拍摄的底片。但因为这种分析需要极其高明的技术才能做到,所以天文学界不是所有人都信服这一说法。

更有说服力的证据仍需等待几个月。芝加哥大学的本杰明·蒙泰和卡内基科学研究所的乔希·西蒙检索了开普勒空间望远镜4年的观测数据,发现“伯雅简的星”在过去4年里变暗了3%,虽然没能证实沙佛的长期分析,但结果是一致的。

蒙泰说:“这似乎给沙佛的观点提供了很大支持。在性质上,我们观察到的光线变暗与他的观点相似。”

这种缓慢变暗,间以亮度锐减,就让人更加难以解释。例如,伯雅简最初的看法,也就是说一群彗星,很难用来解释长时期的变暗现象。

巨型建筑物的假设在很大程度上能够解释这种变暗现象。莱特提出一种可能的情况:如果这个建筑物里有大量的物体,比如说太阳能板,在与恒星不同的距离上以不同速度环绕恒星运行,就能够使恒星亮度持续变暗若干年,甚至几十年,就像缓慢移动的一群小星星遮住了天空。

亮度降低可能是这种残骸造成的

但是,到了最近,在考虑到逐渐变暗这种情况之后,一种新的说法在一些天文学者中得到青睐——这颗恒星也许正在吞噬行星。

在这个设想中,一颗行星曾经环绕“伯雅简的星”。附近有另外一颗恒星对这颗行星产生引力拖拽,改变了其轨道,使其坠入“伯雅简的星”。当这颗行星接近恒星时,其外层——也许还有它的月球——被剥离,身后留下一串残骸仍然围绕那颗恒星运行,是这些残骸让光线变暗。

这颗行星最终坠入恒星,温度升高,恒星变亮。过一段时间,能量耗散,该恒星开始变暗,恢复到原来的正常亮度。蒙泰、西蒙,也许还有沙佛,他们现在观测到的就是这种逐渐变暗。

行星坠毁的设想很有市场,因为它既可以解釋长期变暗,也可以解释短期变暗。哥伦比亚大学的天体物理学家布莱恩·梅茨格说:“我们的想法是,最先提出来的方案中有共同的原因。”

但是,这也表明行星的这些碰撞很常见,并不奇怪。而在开普勒空间望远镜捕捉到的近20万颗恒星中,“伯雅简的星”可能是唯一的。我们的星系大约有1000亿颗恒星,如果你来推断这些数字,就应该有数百万颗“伯雅简的星”,而且每年至少有数千起行星碰撞事件发生。

因为天文学者只注意到事后的变化,没人曾经实时看到事情的发生。伯雅简正在牵头使用昆布拉斯天文台的全球望远镜网络监测这颗恒星,试图实时捕捉到那些现象。

一旦探测到变暗现象,天文学家就能使用其他望远镜更加仔细地研究那颗恒星。例如,斯皮策空间望远镜能够识别红外光的爆发,这是非常关键的线索。

按照行星碰撞假说,残骸在其椭圆形轨道上长期飞行经过恒星前面时阻挡了光线。这些残骸也会受热放射红外线,但是辐射是临时的,残骸一旦远去就会停止。捕捉到这个红外线就能支持行星碰撞假说。

天文学家也在期盼欧洲的“盖亚”项目取得成果,他们正在测量最近的10亿颗恒星的距离。如果“盖亚”能够准确确定“伯雅简的星”的距离,天文学家就能理解它的真正亮度。如果这一亮度与目前观测到的亮度一致,研究人员就能够确定逐渐变暗只是恒星在遭遇一颗行星碰撞之后恢复正常。不过,这个数据至少得等到2019年了。

外星巨型建筑物假说有争议但符合科学

未来的观察将会回答更多的问题。比如说,另外一个貌似可能的理论认为,有一股巨大的气尘云正在地球与“伯雅简的星”之间的某个空间飘过,更加密集的团块会导致光线的变暗,从较稀疏的云气到较稠密的云气的过渡导致长期的变暗。

可是,外星人的假说怎么样呢?大体上,这个假说还没有被搁置起来。撇开媒体上轰动一时的报道不管,外星人巨型建筑物的假说,虽然颇有争议,但还是符合科学的,是有价值的假说。莱特说,这至少给追猎外星人的天文学者提供了一个目标,让他们把射电望远镜调转过来,去寻找他们的外星信号。

利用搜寻外星文明研究所设在加利福尼亚州的艾伦望远镜阵列的初步观察无果。2017年1月, 莱特、伯雅简和加利福尼亚大学伯克利分校的安德鲁·西米昂使用美国的绿岸望远镜进行了更彻底的搜寻,目前正在分析数据之中。

对其他人来说,比如说梅茨格(他提出了行星碰撞说),这种假说的前景引起了他们的注意。梅茨格说:“人们认为外星人巨型建筑物之说是一种貌似合理的解释,这让我感到有点儿心烦意乱。如果我们能够找到其他什么机制,一定更有可取之处。”

解决这个谜团很可能还得更多年头

包括莱特在内的多数科学家可能会认为外星人巨型建筑物的假说是不得已而为之的一种解释,可是科学家说,即使答案并非外星人,这仍然揭示了人们对宇宙的一些意想不到的重要见解,无论是关于行星碰撞,还是星际介质的气团,或者干脆是别的什么。

美国航空航天局喷气推进实验室的天文学家埃里克·马杰克说:“我们花了这么长的时间,仍然拿不出一个令人满意的解释,这事情真有意思。不管是怎么回事,我们都会从中学到东西。”

马杰克说,解开这个谜团或许还需要更多的年头,其答案可能奇异独特,也可能是更加基础的东西。

在不远的将来,更加强大的工具将以史无前例的敏感度监测天空,很可能发现更多类似的东西。

过去,发现一个奇怪的东西常常预示着发现一种新类型的现象。所以,如果历史是迹象,“伯雅简的星”就会仅仅是一个开端。

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