KIC 8462852你知道是什么意思吗?如果你上百科搜索,就会蹦出一颗被天文爱好者们称为“有趣”和“奇特”的恒星。KIC 8462852便是这颗恒星的编号,科学家将其命名为博亚吉安之星,俗称塔比星。这是一颗位于银河系内天鹅座上,距离地球大约有1480光年的恒星。近年来,科学家通过开普勒太空望远镜一直观察着这颗恒星。他们发现塔比星的亮度呈周期性不规则变化,变暗幅度高达15%至22%。
有科学家指出,塔比星和我们太阳的年龄相差不大,也是一颗成年的F型恒星,是太阳直径的1.5倍。按照恒星的正常演变,塔比星是不可能持续地降低自身的亮度的。于是很多的天文爱好者认为,塔比星不规则的变暗现象,可能与戴森球有关。因此很多天文爱好者一度猜测,塔比星系是最可能出现第二文明的地方。那么塔比星变暗的真相真的是和戴森球有关吗?又是谁建造了戴森球呢?宇宙的第二文明真的存在吗?这一切还得从开普勒望远镜说起。
孪生地球
时间来到2009年3月6日,美国宇航局在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地,将人类首颗探测类地行星的探测器开普勒太空望远镜送入指定轨道。开普勒并不是环绕地球旋转的太空望远镜,而是像一个跟屁虫一样,尾随地球围绕太阳公转。这样做的目的是不被地球遮挡,能够持续地观测,光度计也不会受到来自地球的漫射光线影响。
开普勒采取的探测方式是行星从其母恒星前面经过的“凌日”现象。什么意思呢?就是一颗行星会在其恒星前方经过,遮挡恒星光线使其变暗。如同我们在地球上观测金星或水星凌日一样,当太阳系的某个行星凌日,我们就能够看到太阳表面上仿佛有个小黑点在缓缓移动。同样,开普勒在观测其他恒星系统时也会看到凌日现象,并通过相关观测数据来计算行星的特点。
这颗以探测类地行星为目的的太空望远镜,果然没有让科学家们失望。时间来到2009年5月13日,也就是开普勒发射升空的2个月后,在距离地球1400光年的天鹅座,发现了一颗与地球相似指数达到98%的类地岩石行星,科学家将其命名为开普勒-452B。直径是地球的1.6倍,绕着一颗与太阳非常相似的恒星开普勒452运行。开普勒-452B到恒星的距离,跟地球到太阳的距离相同。开普勒-452B大约每385天发生一次的凌星事件,也就是说开普勒452B围绕母恒星公转一周的时间需要385天。这和地球围绕太阳公转一周的时间只相差了20天左右。
科学家推断,开普勒-542B可能拥有大气层和流动水,它也一度被称为地球2.0版本,或者“地球的表哥”。这也是开普勒太空望远镜在服役期间发现的2662颗,太阳系外行星中,最接近地球的一颗。这一发现直到2015年7月23日,NASA才对外宣布。消息一经公布,就引起了众多天文爱好者的兴趣,大家都纷纷猜测开普勒452B会不会存在外星生命。甚至网友声称,地球已经没有新鲜感了,早就想去开普勒456B去打打野。就在大家还没有从发现开普勒452B的重磅消息中,沉静下来的时候,开普勒太空望远镜又在天鹅座有了更诡异的发现。
诡异光变
我们知道开普勒望远镜,寻找太阳系外的行星,采用的是一种行星“凌星”的探测法。所谓行星凌星法,就是通过观测行星从母恒星前方经过时,会遮挡部分母恒星光线使其变暗的程度,来计算行星轨道及质量参数。当凌星现象发生时,恒星的光芒因被遮挡而减弱。天文学家通过测量恒星的光变曲线的形状,可以确定系外行星的轨道倾角,行星的轨道周期、到主星的距离、半径等信息。
一般来说,正常的行星凌日造成的母恒星亮度的减弱,会在几个小时后就会恢复正常,通常的凌星事件,造成的母恒星光变曲线的外形十分光滑、圆润,并且中心对称。诸如发生在太阳系中的水星凌日或金星凌日,行星对母恒星造成的光亮减弱影响是非常有限的,几乎是肉眼不可见的。相对地球大小的行星来说,由遮挡造成的太阳光变得减弱的数值也才0.01%。
这样说你可能没有什么概念,一个太阳的体积等于130万个地球,在太阳系中体积最大的行星,非木星莫属,是太阳系内其他七大行星质量总和的2.5倍。和太阳相比,也需要987颗木星,才能装满一个太阳。而木星凌日时,对太阳的遮挡所造成的光变减弱也才1%。虽然木星凌星的光变曲线比地球凌日大很多,但是依然是肉眼不可分辨的。
科学家为了更好地将开普勒太空望远镜,从观测到的海量复杂数据中,自动识别可能存在的太阳系外的行星凌星事件,专门设计了自动化识别行星凌星的程序,但是科学家们还是有些不放心,于是又专门开发了一个叫做行星猎手的网站,将开普勒观测的海量数据,全部都原样的发布到行星猎手的网站。同时这个网站是对外开放的,广大的天文爱好者可以自行登录查看。用肉眼识别被程序漏掉的信息。
你还别说,真应了那句群众的眼睛是雪亮的,在很多天文爱好者的参与下,把人眼+人脑的识别特定模式发挥到了极致。很快就有人发现了一颗光变曲线非常诡异的恒星,这颗恒星也就是我们开头说的KIC 8462852。它和类地行星开普勒452B的母恒星开普勒452,相距282光年。为什么开普勒没有发现塔比星异常的光变呢?因为塔比星的光变是不规则的,两侧也不对称,不符合传统意义上的行星凌星造成的光变曲线信号,所以开普勒望远镜的自动化分析软件把它漏掉了。天文爱好者们也给塔比星的异常光变,打上的标签是"奇特"、“有趣”、“巨大的凌星”等字眼
这也引起了美国耶鲁大学博士后塔贝萨·博雅吉安的注意,于是她率领团队进行了深入分析。首先塔贝萨发现,塔比星的光变曲线里面,存在两次大的下降,一次是在2009年5月被观测到的,本次和一般的行星凌星现象,只持续几个小时不同,塔比星的光变持续了10天,变暗了15%。光变曲线的轮廓,非常的陡峭,但是两侧不对等。
第二次光变发生在2011年3月份,光变曲线又下降了10%。在第二次下降前后还伴有很多次幅度比较小的下降。塔贝萨团队继续研究数据发现,2013年2月发生的光变,更加的诡异,光变曲线上出现了一大群复杂的负峰,短的持续时间为2天,长的持续时间在一个星期左右。这次的光变断断续续地持续了100天,亮度的最大幅度下降超过了22%。
时间来到2015年9月11日,塔贝萨发表一篇题为KIC 8462852光去了哪里的论文,他在论文中指出,塔比星不规则的光变曲线,和亮度大幅度的下降,说明不是行星凌星遮挡母恒星的结果。论文中塔贝萨认为,目前还没有哪种理论可以解释塔比星诡异的光变曲线,稍微符合一点的是彗星。她给出了两个理由。其一塔比星第一次和第二次变暗很相似,都是光变曲线前后不对等,这和彗星尾部特点很符合,但正常的彗尾造成的曲线是先迅速下降,再缓慢上升,这一次却正好与观测相反。它解释说彗星的尾巴是朝前的。
第三次变暗里,亮度有一次比较大的下降和许多比较小的下降,看上去像是一颗高偏心率轨道上的彗星,在经过主星附近时,彗核在潮汐作用下发生了分裂。但是她的这种说法,有一个致命的bug,如果是彗星凌星造成了塔比星亮度下降22%,那么这颗彗星的直径至少是恒星直径的一半,就目前的观测来看,人类还没有发现如此巨大的彗星。所以彗星凌星的假设不成立。在塔贝萨发表论文一个月后,一个帖子将事件推向了另一个高潮。
戴森球
时间来到,2015年10月15日,美国宾西法尼亚州立大学的杰森·莱特在全球最大的电子预印本系统arXiv(啊佛听)平台,发表了一篇文章,他认为造成塔比星亮度大幅度不规则下降的原因,可能是外星文明建造的巨型建筑或者戴森球在凌星中,造成的观测效应。这种在科幻作品中出现的画面,竟然滑稽般地出现在了科学论文中,此文一经发表迅速引爆了各大媒体。杰森·莱特还说,外星文明可能会建造巨大的类似“太阳能板”的装置来收集这些能量,它们的表面积可以大到几乎覆盖整颗恒星,因此这种建筑也被称为“戴森球”。收集到的能量经过利用后变成热量排出,会产生大量的红外辐射。那么什么是戴森球呢?
时间回到1960年,美籍英裔数学物理学家弗里曼·戴森。他认为像地球这样的行星,本身蕴藏的能源是非常有限的,是不能够支撑更高级别的文明发展的。而恒星的绝大部分能量,都被浪费掉了。
就拿我们的太阳系举例,太阳是太阳系唯一的一颗恒星,其质量占了整个太阳系的99.86%。太阳每分钟释放的能量大约是2.273x10²⁸焦,太阳每秒辐射到太空的热量,相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和。而地球只接收了太阳总能量的二十二亿分之一。戴森认为,一个高度发达的文明,必然有能力将太阳用一个巨大的球状结构包围起来,使得太阳的大部分辐射能量被截获,只有这样才可以长期支持这个文明,使其发展到足够的高度。这种理论也被称为戴森球。那么什么样的文明水平才能够建造戴森球呢?
文明等级
时间来到1964年,前苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫,创造了衡量宇宙文明等级的假象指数,是一种用来衡量一个文明的技术的先进等级的方法。卡尔达舍夫将宇宙文明划分了三个等级,一级文明也被称为行星文明,可以利用所在行星上的所有能源,并对能源加以控制。目前人类还没有达到一级文明,只有0.73级文明,要达到一级文明还需要几百年的时间。
二级文明也叫恒星文明,突破了行星的束缚,可能够收集恒星系内的全部能量,包括恒星本身。二级文明最典型的标志就是“戴森球”,一种几乎完全包裹住整个恒星的巨大结构,攫取恒星的几乎全部能量,目前戴森球更多的还带走科幻色彩。但从中也能够看出,人类要想达到二级文明还有很长的路要走,至少需要数千年甚至上万年!三级文明:已经不局限于他们的恒星系,而是所在的整个星系,比如我们的银河系。可以利用星系内所有恒星的能量。后来研究人员在卡尔达舍夫的3级文明基础上,将文明等级扩充到了7级。
塔比星人
2005年,法国天文学家阿诺德认为,当外星文明发展到一定程度,为了能够更好地支撑该文明的发展,他们就会建造尺寸和行星大小相当的巨型建筑,戴森球就是其中一种。用以收集恒星系统内的能量,也包括母恒星。阿诺德还指出,这些建筑物的结构可能很薄,重量也会相对较小,不过其表面积非常的大,但是形状又是多元化的,其中包含了三角形,百叶窗等形状。而百叶窗形状的优点最为突出,因为只要改变扇叶的角度,就可以快捷地调节接收的面积与角度。从而更好地控制能量收集器的输出功率。
这些形状怪异的建筑也会像行星一样“凌星”,但是光变曲线的形状和圆形的行星不同。这些类似戴森球一样的建筑,就是将收集到的恒星能量经过利用后变成热量排出,会产生大量的中红外辐射。如果产生戴森球凌星现象,就可以通过其释放的辐射观测到,不外乎是一种不错的搜寻外星文明的方法。不过这依然也只是一种猜测而已。塔比星距离地球有1480光年,我们现在观测到的现象,是它1480年前的景象,也就是我们正值大唐时期。至于塔比星人是否真实存在,是否真的发展出了2级文明,这一切仍然还是未解之谜。
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