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銀河系中最神祕、最具爭議性的星球 高於人類文明的II型文明?(Kube/CC BY 4.0)

銀河系中最神祕、最具爭議性的星球 高於人類文明的外星文明?

【希望之聲2020年1月29日】(編輯:田喆)從2011年開始,一些天文愛好者們注意到一顆恆星。在討論中,這顆恆星被他們稱爲“有趣”和“奇特”。它編號爲KIC 8462852,俗稱塔比之星(Tabby’s star),官方名爲博亞吉安之星(Boyajian’s star)。據美國趣味科學網站報道,這顆名爲KIC 8462852的恆星轟動一時,因爲科學家們發現這一天體發出的光存在異常波動。

報道稱,這顆恆星原本是一顆普通的F型恆星,比我們的太陽稍大、稍熱一些。它位於天鵝座,距離地球大約1480光年。但是美國耶魯大學天文學家、外號“塔比”的塔貝莎·博亞吉安和她的同事以及參與“行星獵人”衆籌計劃的公民科學家們一起,發現了某種奇怪的東西。當他們對美國航天局開普勒太空望遠鏡的數據進行分析時,發現了數十次奇怪的情形,每次這顆恆星的亮度都會在100天的時間段裏持續變暗。在這一過程中,這顆恆星——現在被戲稱爲“塔比”恆星——的光最多減少了22%,並且那裏沒有行星做週期性的軌道運行,只有一堆不規則、找不到特定模式遮光的形狀。2017年5月19日,KIC 8462852的光度再次如期下降。

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編號爲KIC 8462852,俗稱塔比之星(Tabby’s star),官方名爲博亞吉安之星(Boyajian’s star)(public domain)

開普勒望遠鏡觀察到的光度資料顯示,該星的亮度有數個非週期性的小驟降,而且每次降低的強度是不一致的。另外還有2個大驟降約每750天會發生一次。這樣的強度和非週期變化令科學家們相當困惑。如果有大量小型物體以“密集隊形”環繞該恆星,那麼產生的結果就會和開普勒觀察的資料一致。

第一次主要驟降遮蓋了該恆星15%的亮度,另一次則造成22%的下降。一般來說,如果有行星在圍繞恆星運轉,那麼當它擋住一部分星光的時候,恆星的光變曲線會出現一個小坑,代表星光變暗了。通常這種變化是在1%的範圍。然而,KIC 8462852的亮度變化幅度很大,而且完全沒有規律。四年多來,研究者們最高時看到了15%和22%的深坑,分別出現在觀測的大約第800天和第1500天。這表示並不是一顆行星在遮擋恆星的光,而是某個寬度有恆星一半的物體。

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22%的下降(JohnPassos/wikipedia)

“我們從沒見過這個樣子的恆星。”美國耶魯大學的特貝莎·柏亞金(Tabetha Boyajian)說,“它真的是很奇怪。我們以爲是數據問題或者是探測器的運動造成的,但這些都檢查過了。”

圍繞着這顆神祕的星球出現了許多假說。

塵埃假說

在《皇家天文學會月報》上,他們發表了一篇論文來討論種種可能的解釋。除了設備或數據問題,他們考慮到的可能性還包括亮度的變化是來自恆星內部,或者是小行星帶的塵埃造成的,抑或是行星遭到撞擊激起的塵埃遮擋了星光。   在這個假設情境下,來自周遭恆星的重力可能造成該星的奧爾特雲裏的彗星朝該星墜落。支持這個假說的證據是,距離該星132× 10千米(885天文單位)確實有一顆紅矮星存在。但是,來自奧爾特雲的彗星雲氣被重力擾動後,以橢圓形軌道近距離繞行恆星,並且有足夠的數量造成該星22%的亮度下降,這個想法是受到質疑的。他們也一一排除了這些可能性。每個解釋都與觀測到的現象存在矛盾之處。比如,一些年輕的恆星確實會有奇怪的亮度變化,就像我們的太陽剛剛形成的時候,周圍會有聚集在一起的塵埃,這些塵埃團可能會阻擋星光。然而,這樣的恆星會有特定的紅外輻射,但KIC 8462852並不是這樣。其他的種種跡象也都顯示KIC 8462852並不是一顆年輕恆星:它是一顆成年的F型恆星,有太陽的1.5倍大。這種可能性是極低的。美國宇航局的廣域紅外線探測衛星(WISE)在2009到2011年間曾對那顆恆星進行過觀測,並沒有任何數據顯示那邊發生了行星碰撞。隨後,“開普勒”的觀測就開始了,二者的時間間隔很短。在如此短的間隔裏恰好發生了行星碰撞,是一件概率極低的事。“開普勒”必須是在對的時候看到了對的地方,纔會剛剛好看到一批彗星從恆星的前面經過。

行星碰撞假說

目前已經對該星進行了高分辨率的光譜儀和影像觀察,也透過西班牙的北歐光學望遠鏡進行了光譜能量分佈分析。如果這些環繞恆星的物體之間發生碰撞,那麼應該會產生溫暖的塵埃,併發出紅外線光,但是目前並沒有觀察到任何超量的紅外線能量,因此這些物體不可能是巨大行星之間碰撞產生的殘骸。其他研究者認爲行星殘骸場的解釋是行不通的,因爲開普勒望遠鏡觀察到這個現象的機會非常低。

外星人假說

2014年,柏亞金在一次學術會議期間把數據拿給美國賓夕法尼亞州立大學的天文學家傑森·賴特(Jason Wright)看。賴特看到後也很驚訝,用他的話說,那些光變是“瘋狂的”。

賴特本身在“外星行星和可居住世界研究中心”從事研究工作。他當時正在寫一篇論文,講述“開普勒”除了探測外星行星,還有可能探測到外星文明建造的巨型空間設施。

他認爲,柏亞金給出的解釋全都是“自然因素”,而其實還有另外一種可能性——亮度變化是由外星文明造成的。他隨後將KIC 8462852加入到了論文草稿中。“我們感到這是迄今爲止最有希望的‘搜尋地外文明計劃’(SETI)的觀測目標。”他和同事們寫道。

在早先的一篇論文中,賴特等人提出,如果一個文明建造了一個巨型空間設施,那麼它們就會建造更多。這造成的效果就是,會有一批不同尺寸和運動週期的設施圍繞恆星運轉。如果這些設施最終完全將恆星圍住,那麼就形成了“完整的戴森球”。

賴特等人分析認爲,從KIC 8462852光變的週期和缺少重複性來看,遮擋物是運行在一個很長的軌道上。光變達到22%,則意味着遮擋物的尺寸至少達到恆星直徑的四分之一。

假如那些遮擋物真的是智能生物的傑作,那麼根據蘇聯天體物理學家尼古拉·卡爾達肖夫提出的標準,那個文明已經達到“II型文明”階段。

什麼是戴森球卡爾達肖夫指數

1937年,奧拉夫.斯臺普頓(Olaf Stapledon)的科幻小說《恆星製造者》(Star Maker)中首次描述,物理學家弗里曼.戴森(Freeman Dyson)在他1960年的論文《尋找人造恆星的紅外輻射源》(Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation)中推廣了這一觀點,戴森球是一種假想的“巨型結構”,即建立在恆星周圍、儘可能多地獲取恆星能量以驅動高級文明的巨型建築結構。它可能被建造出來巨型的球狀太陽能電池板包住了整顆恆星。

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(Kevin Gill from Los Angeles/wikimedia commons)

1964年,蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達肖夫(Nikolai Kardashev)創造了一個假設性的“卡爾達肖夫指數(Kardashev scale)”,它從宇宙的角度出發,描述了隨着能源需求的增加文明的進步。

例如,一個I型的卡爾達肖夫文明,能夠足以先進到以利用從其母恆星落下來的所有能量。我們還未達I型,人類被認爲是100-200年後能夠達到這一目標。一個Ⅱ型文明需要比這更多的能量,並且需要利用他們所處恆星所能產生的全部能量。

要做到這一點,Ⅱ文明將要考慮在其所在恆星周圍建造大批量的太陽能收集器,甚至將其完全封閉在一個“戴森球體”內。III型文明將有令人難以想象的能力去利用整個星系的能量輸出,儘管在2015年的中紅外調查中得出結論“卡達爾肖夫 III 型文明要麼非常罕見,要麼就不存在我們所處的的宇宙中。”

但是塔比星的奇怪之處是否就是II型文明存在的首個證據呢?

當觀察KIC 8462852奇怪的變暗事件時,這個信號可以被解釋爲一個正在構建的Dyson球體。或許這是戴森星系羣的證據,在恆星的軌道上有許多較小的太陽能收集器。

除了奇怪的過渡信號外,天文學家還注意到,過去一個世紀以來,這顆恆星正在逐漸變暗,可以將其解釋爲正在建造一個巨型建築的跡象。 爲了研究這種可能性,SETI研究所於2015年11月在超過兩週的時間裏將其強大的艾倫望遠鏡陣列(ATA)對準塔比之星,以監聽先進的外星文明可能正在傳輸的任何錯誤通信,但是並沒有檢測到信號。

在2015年10月15日對大西洋的一次不出名的採訪中,賴特詳細介紹了這些“其他情形”可能是什麼。懷特說,“外星人永遠將是你所考慮的最後一種假設,但是這個東西看上去讓你覺得應該就是外星文明的建設。”在這次採訪之前,塔比星是科學奇物,如今,塔比星成了媒體的焦點,並被取名爲“外星建築恆星”。

最近,柏亞金、賴特,以及美國加州大學伯克利分校SETI中心主任安德魯·謝米昂(Andrew Siemion)已經在申請使用綠岸天文望遠鏡觀測KIC8462852。那是一架位於美國西弗吉尼亞的直徑100米的大型射電望遠鏡。如果1480光年外有技術文明,它們也許會發出某些可以被射電望遠鏡陣捕捉到的特定電波。

什麼樣的外星文明能夠建造出如此龐大的東西,以至於能夠遮住整個恆星的光芒呢?並且他們爲何有如此舉動?

責任編輯:田喆

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