3.3 为什么说塔比星是银河系中最神秘的恒星?
3.2节,我们讲到KST靠凌星法来寻找系外行星,其中的关键是,系外行星有可能会周期性地跑到地球与恒星之间,从而挡住恒星发出并射向地球的光。这样一来,恒星亮度就会出现周期性的U形缺口。为了搜寻KST数据中的凌星事件,科学家们开发出了非常复杂的计算机程序。不过,有一些耶鲁大学和牛津大学的天文学家担心,计算机未必能找到所有的凌星事件。为此,他们发起了一个面向公众的科学项目,称为“行星猎人”。
行星猎人计划建立了一个网站,里面收集了KST的所有观测数据。所有的民众(也叫公民科学家)都可以登录这个网站,然后用肉眼来寻找KST数据中的凌星现象。一旦有人发现了一些全新的周期性U形缺口,就可以向行星猎人计划的专业天文学家报告。专业天文学家会进一步确认这些疑似信号到底是不是系外行星。如果真的是一颗系外行星,发现它的公民科学家就可以与专业天文学家一起写学术论文。
这个让普通民众也有机会参与前沿天文学研究的行星猎人计划,吸引了世界各地天文爱好者的浓厚兴趣。有超过30万名公民科学家都参与了进来。他们凭借自己的肉眼,竟找到了好几十颗计算机没能发现的系外行星。
正是通过这个行星猎人计划,人们发现了一颗银河系中最神秘的恒星。它位于天鹅座,编号是KIC 8462852,俗称塔比星(图3.14)。
为什么说塔比星是银河系中最神秘的恒星呢?这是因为它的亮度会出现匪夷所思的大幅下降。
前面说过,系外行星在地球与恒星之间穿行的时候,会挡住恒星发出的光,从而让恒星亮度出现一定程度的下降,如果是和木星一样大的系外行星,大概能使恒星亮度下降1%;如果是和地球一样大的系外行星,大概能使恒星亮度下降万分之一。
图3.14 位于天鹅座的KIC 8462852
图3.15展示了KST看到的塔比星亮度变化的情况。2011年3月,人们发现塔比星的亮度出现了一次骤降,下降的幅度高达15%。到了2013年2月,又出现了更为诡异的状况:在大概100天的时间里,塔比星的亮度出现了好几次骤降;有的下降持续了一两天,有的下降则持续超过了一周;在此期间,塔比星的亮度最多下降了22%。
图3.15 塔比星亮度变化的情况
最早发现塔比星的诡异亮度变化的,是一些参与行星猎人计划的公民科学家。当他们把自己的发现报告给专业天文学家的时候,这些天文学家的第一反应是数据出了问题。但经过非常仔细的核查,天文学家们发现数据根本没有问题,而塔比星的亮度确实出现了极为巨大的下降。
要想让塔比星的亮度出现如此巨大的下降,穿行在地球和塔比星之间的,必须是体积比木星大100倍的庞然大物。按照常理,根本不存在这么巨大的行星。
那这到底是什么东西呢?行星猎人计划的科学家们提出了不少猜想。
有人提出,塔比星是一颗刚诞生不久的恒星婴儿,依然保有自己的育婴室,也就是环绕着它的分子云(图3.16)。关于恒星育婴室,我们会在9.2节详细介绍。可能就是这些分子云,挡住了塔比星的光芒。
图3.16 被分子云包裹的新生恒星
也有人认为,塔比星已经像太阳一样,拥有了自己的行星系统。这样一来,就有可能发生行星碰撞事件,正如我们在太阳系之旅中讲过的、45亿年前形成月球的那次撞击(图3.17)。撞击会产生大量的尘埃,从而造成塔比星亮度的骤降。
但后续观测表明,这两种假说都很不靠谱。
还有人猜测,有一大群彗星成群结队地从地球与塔比星之间飞过。与前两种假说相比,这种理论与实际观测吻合得最好。但麻烦在于,要想让塔比星的亮度下降超过20%,这一大群彗星得有成千上万颗。在太阳系,彗星总是在单独行动。成千上万颗彗星集体迁徙,实在是一件匪夷所思的事情。
图3.17 产生月球的超级撞击
尽管找不到特别让人满意的解释,以塔比·博亚吉安(图3.18。塔比星就是用她的名字命名的)为首的行星猎人计划团队还是决定写一篇关于塔比星的论文。为了表示自己的困惑,塔比·博亚吉安把这篇论文的题目取为了KIC8462852–Where’s The Fux?。所以,此论文标题的英文首字母的缩写就是“WTF”(什么鬼?)。
图3.18 塔比·博亚吉安
没过多久,这篇论文就引起了一个人的浓厚兴趣。此人就是宾夕法尼亚州立大学的天文学家杰森·怀特。
怀特也研究KST的观测数据。不过怀特的研究方向剑走偏锋:他想用KST寻找恒星周围的外星人建筑。
让我先给你科普一点关于外星人建筑的基础知识。世界上第一个构想外星人建筑的人,是美国物理学家弗里曼·戴森。
戴森设想,存在一个远比人类发达的外星文明。这个外星文明对能源的需求特别巨大,以至于它们所住行星的能源已经远远不能满足它们的胃口。那么这个外星文明该如何获取更多的能源呢?
戴森提出了一个大开脑洞的解决方案。他认为,外星文明可以建造一个巨大的太空发电站,把自己的恒星团团围住(图3.19)。这样一来,恒星发出的所有光都会被太空发电站拦截,然后再转化为供外星文明使用的能源。换句话说,利用这个把恒星团团围住的球形太空发电站,原则上可以100%地利用恒星的全部能源。这种球形的太空发电站,就是著名的戴森球。
图3.19 艺术家想象的戴森球
言归正传。怀特认为,造成塔比星亮度异常的,有可能是一个类似于戴森球的巨型外星人建筑。这是由于,戴森球一般会建在与恒星相距几千万千米的球面上;而戴森球的遮挡,完全可以让塔比星的亮度下降超过20%。
为了弄清这个理论是否靠谱,杰森·怀特与塔比·博亚吉安合作,向美国绿岸天文台(《三体》中红岸基地的原型)提交了一份申请书。他们希望利用绿岸天文台所拥有的当时世界上最大的绿岸射电天文望远镜,来验证塔比星的周围是否存在外星人建筑。
为什么用绿岸射电天文望远镜能验证外星人建筑是否存在呢?答案其实很简单。戴森球会使用大量的能量,因此也会释放出大量的热量。如果在塔比星周围产生了大量的热量,就可以被绿岸射电天文望远镜观测到。
没过多久,这份申请书的内容就被美国媒体刺探到了。这些媒体一拥而上,写了成千上万篇关于塔比星的报道。在这些报道里,塔比星竟然被渲染成了人类发现的第一颗有可能拥有外星文明的恒星。
但真实情况是,后来杰森·怀特和塔比·博亚吉安利用绿岸射电天文望远镜发现,塔比星周围根本不存在反常的大量热量。换言之,那些媒体热炒的“塔比星是外星人故乡”,其实只是一场镜花水月。
直到现在,人们依然没有彻底揭开塔比星亮度异常下降的奥秘。不过,天文学界已经达成共识,这种亮度的诡异变化与外星人并没有任何关系。
让我们用塔比·博亚吉安在TED演讲(3)时说过的一段话来作为本节的结尾吧:“作为天文学家,我有责任提醒人们,外星人假说永远都只是一根最后的稻草。”
我们已经介绍了神秘的塔比星周围并没有外星人。3.4节,让我们聊聊宇宙的其他角落会不会存在外星人?它们可不可能与我们地球人直接接触?