[科普中國(guó)]-揭秘宇宙中最神秘恒星：忽明忽暗規(guī)律難尋

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在距我們1200光年之遙的天鵝座中，有一顆十分神秘的恒星。它的光芒時(shí)而閃爍、時(shí)而黯淡，變化規(guī)律可謂前所未見。這顆恒星的星光明暗變化毫無規(guī)律，說明有某樣?xùn)|西會(huì)時(shí)不時(shí)地?fù)踉谒懊?。天文學(xué)家于2015年首次發(fā)現(xiàn)這一奇怪現(xiàn)象，且從未在其它恒星上觀察到過，為此困惑不已。研究人員提出了各種各樣的解釋，如黑洞、彗星、星際云等等，但尚未達(dá)成共識(shí)。有一條假說尤其令人驚詫：這是由外星人引起的。你沒看錯(cuò)，就是外星人。研究人員指出，也許某個(gè)先進(jìn)的外星文明建造了一座巨大的建筑物，比如利用恒星能量的發(fā)電場(chǎng)等，圍繞它們的恒星旋轉(zhuǎn)。當(dāng)建筑物的一部分從恒星前經(jīng)過時(shí)，就會(huì)使恒星的光芒黯淡下來。若真是這樣，這么一座外星建筑將成為歷史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。你要是相信近幾年有關(guān)外星人的大新聞，也許會(huì)認(rèn)為我們馬上就能找到確鑿的證據(jù)了。當(dāng)然，這些新聞大多虛張聲勢(shì)。沒有任何科學(xué)家敢聲稱這顆名為KIC8462852便是外星人存在的證據(jù)。但科學(xué)家暫時(shí)無法排除這種可能性。直到天文學(xué)家找到足夠的證據(jù)、證明其它假說之前，“外星人的超級(jí)建筑”仍是一個(gè)極具誘惑力的解釋——雖然可能性極低?！凹词箤?duì)外星人假說不屑一顧的人也不得不承認(rèn)，這個(gè)謎團(tuán)確實(shí)很有吸引力?！泵绹?guó)賓夕法尼亞大學(xué)的天文學(xué)家杰森·萊特（JasonWright）指出。這已經(jīng)不是天文學(xué)家第一次用外星人解釋宇宙中的神秘現(xiàn)象了。1968年，天文學(xué)家喬絲琳·貝爾·伯奈爾（Jocelyn BellBurnell）發(fā)現(xiàn)了一些高速無線電脈沖波。她將這些神秘信號(hào)稱作“LGM”，即英文“小綠人（little greenmen）的首字母，以顯示它們也許是外星人發(fā)出的信號(hào)。但科學(xué)家很快意識(shí)到，這些信號(hào)其實(shí)來自快速旋轉(zhuǎn)的中子星，后又被稱作脈沖星。但和此前的“假警報(bào)”不同，此次的“外星人超級(jí)建筑”假說做出的預(yù)測(cè)更為具體。在1937年出版的小說《造星人》（StarMaker）中，作者奧拉夫·斯達(dá)普利登（OlafStapledon）預(yù)測(cè)，如果某個(gè)先進(jìn)的外星文明急需能源，最終就需要從恒星獲取能量。為此，該文明需建造一座靠近恒星的建筑體。受此書啟發(fā)，物理學(xué)家弗里曼·戴森（FreemanDyson）于1960年提出，在搜尋外星生命時(shí)應(yīng)以這樣的建筑體為目標(biāo)，也就是如今所說的戴森球。2005年，天文學(xué)家盧克·阿諾德（LucArnold）提出，這樣的建筑體可能會(huì)產(chǎn)生閃爍不定的信號(hào)，就像星際間的莫斯代碼一樣，相當(dāng)于宣告外星文明的存在。為探測(cè)這樣的信號(hào)，我們需要打造一臺(tái)敏感度極高、且有豐富的觀察恒星經(jīng)驗(yàn)的的望遠(yuǎn)鏡。事實(shí)上，這樣的望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)出現(xiàn)了。2009年發(fā)射的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡專門用來尋找圍繞其它恒星旋轉(zhuǎn)的行星。四年來，開普勒一直盯著拳頭那么大的一小片天空，尋找行星從恒星前穿過時(shí)、恒星光芒變得黯淡的瞬間。該望遠(yuǎn)鏡已取得了累累碩果，目前已確認(rèn)的3400顆行星中，有2300顆都是它的功勞。而萊特意識(shí)到，假若“外星超級(jí)建筑”真的存在，應(yīng)當(dāng)也能被開普勒望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。就在這時(shí)，他了解到了開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的恒星KIC8462852。路易斯安那州立大學(xué)的天文學(xué)家塔貝莎·博亞吉安（TabethaBoyajian）和同事們已經(jīng)圍繞這顆恒星研究了多年時(shí)間。為此，這顆恒星又名“博亞吉安星”，有時(shí)也被稱作“塔比星”（塔貝莎的昵稱）。一群科學(xué)家在參與“行星獵人”（PlanetHunters）計(jì)劃時(shí)發(fā)現(xiàn)了這顆明暗不定的恒星，這隨后引起了博亞吉安的注意。有一次，這顆恒星的亮度足足驟降了22%，說明一定有某個(gè)巨大的物體擋住了它發(fā)出的光學(xué)。木星是太陽系中最大的行星，但就連它也只能使太陽亮度下降0.5%。沒人知道究竟發(fā)生了什么。“對(duì)于科學(xué)家而言，越是新奇的東西就略令人激動(dòng)，”博亞吉安表示，“但這也令人格外沮喪?！辈﹣喖驳膱F(tuán)隊(duì)于2015年發(fā)表研究數(shù)據(jù)時(shí)，將這顆行星稱作“不斷變化的恒星”（Where‘s The FluxStar），有些人還將其簡(jiǎn)寫為“WTF星”（你懂的）。他們提出，也許是一大群彗星導(dǎo)致其亮度下降。但博亞吉安給萊特看了數(shù)據(jù)之后，后者意識(shí)到，這顆恒星的亮度變化規(guī)律很符合“外星超級(jí)建筑”可能造成的情況。恒星亮度減弱本身并不稀奇。開普勒和其它望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)過多顆存在驟亮和驟暗現(xiàn)象的恒星。例如，年輕的恒星周圍往往圍繞著一圈氣體和塵埃。這些物質(zhì)便是恒星形成的原材料，可以阻擋光線。但博亞吉安星的古怪之處在于，它已經(jīng)是一顆邁入中年的恒星了。此外，這顆恒星并未向外發(fā)射紅外線輻射。天文學(xué)家懷疑，阻擋光線的物質(zhì)（如塵埃等——也許離恒星很近，受熱后產(chǎn)生紅外線輻射。但天文學(xué)家尚未探測(cè)到任何紅外線輻射，說明該恒星周圍沒有塵埃。到了2016年1月，這顆恒星變得更加離奇。路易斯安那州立大學(xué)的天文學(xué)家布萊德利·沙弗（BradleySchaefer）發(fā)現(xiàn)，除了短暫變暗之外，這顆恒星的亮度在過去一個(gè)世紀(jì)中下降了15%。沙弗查閱了各種檔案，仔細(xì)觀察1890年這顆恒星的照片的照相底板。但由于缺乏分析照相底板的專業(yè)技能，并非所有天文學(xué)家都相信這一結(jié)論。幾個(gè)月后，芝加哥大學(xué)的本杰明·蒙戴特（BenjaminMontet）和卡耐基科學(xué)院的喬什·西蒙（JoshSimon）找到了更具說服力的證據(jù)。他們?cè)诜治鲩_普勒望遠(yuǎn)鏡歷時(shí)四年搜集的數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，博亞吉安星在四年中亮度下降了3%。這雖然未能證實(shí)沙弗的長(zhǎng)期分析，但結(jié)果是一致的。“我們觀察到的亮度下降現(xiàn)象與沙弗的觀測(cè)結(jié)果在本質(zhì)上十分相似，這似乎為他的理論提供了有力支持。”蒙戴特指出。亮度緩緩下降、偶爾還會(huì)驟降，使這顆恒星更加難以解釋。比如說，博亞吉安開始時(shí)曾提出這一現(xiàn)象是由一大群彗星引起的，但這無法解釋其長(zhǎng)期內(nèi)的亮度下降?！巴庑浅?jí)建筑”假說或許能解釋該恒星變暗的問題。萊特給出了一種可能的情境：該結(jié)構(gòu)體可能包含大量太陽能電池板之類的構(gòu)造，以不同的距離和速度圍繞該恒星旋轉(zhuǎn)，這樣一來，恒星亮度就會(huì)多年維持較暗水平，就像一大群緩緩飛過的椋鳥遮蔽了天空一樣。但近期一項(xiàng)新提議認(rèn)為，這顆恒星也許正在吞噬一顆行星。一些天文學(xué)家成為了這一理論的擁躉。該理論指出，一顆行星曾圍繞博亞吉安星旋轉(zhuǎn)。而在附近的另一顆恒星引力影響下，該行星的軌道發(fā)生了改變，向博亞吉安星撞去。在不斷接近恒星時(shí)，該行星的外層被恒星扯下，剩下的一縷行星殘骸則繼續(xù)圍繞恒星旋轉(zhuǎn)，這便是導(dǎo)致恒星變暗的原因。而當(dāng)行星徹底撞進(jìn)恒星后，恒星溫度驟然升高，亮度也隨之提升。過了一段時(shí)間，隨著多余的能量耗盡，恒星又恢復(fù)到了原來的亮度水平。蒙戴特、西蒙和沙弗觀測(cè)到的正是這段緩慢的變暗過程。這一“行星沖撞假說”成立的可能性很高，因?yàn)殚L(zhǎng)期和短期的亮度下降都可以通過它解釋?！拔覀兊睦碚撈鋵?shí)是首套試圖用同一個(gè)原因解釋兩種現(xiàn)象的理論之一。”該理論的提出者之一、哥倫比亞大學(xué)的天體物理學(xué)家布萊恩·梅茨格（BrianMetzger）指出。但該理論也說明，行星撞擊比我們預(yù)想得更加常見。在開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的近20萬顆恒星中，博亞吉安星可謂獨(dú)一無二。但銀河系中約有1千億顆恒星，也許像博亞吉安星這樣的恒星足有數(shù)百萬顆，所以每年應(yīng)至少發(fā)生數(shù)千次行星撞擊事件。天文學(xué)家只能在恒星變暗后才能觀測(cè)到變化，無法實(shí)時(shí)見證這一過程。為了更好地捕捉其亮度變化，博亞吉安領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)新任務(wù)，利用拉斯昆布瑞天文臺(tái)（LasCumbres Observatory）全球望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)這顆恒星。此外，她還在通過美國(guó)變星觀測(cè)者協(xié)會(huì)爭(zhēng)取業(yè)余天文學(xué)家的支持。一旦發(fā)現(xiàn)光芒變暗，天文學(xué)家就會(huì)立即指定其它望遠(yuǎn)鏡，對(duì)該行星展開詳細(xì)觀察。例如，斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡（Spitzer SpaceTelescope）可識(shí)別出突然爆發(fā)的紅外光，這或許是研究的關(guān)鍵線索。根據(jù)行星沖撞假說，行星殘骸按長(zhǎng)長(zhǎng)的橢圓形軌道運(yùn)行，從恒星前方經(jīng)過時(shí)便會(huì)阻擋光線。接著，這些殘骸會(huì)被加熱、釋放出紅外輻射。但這些輻射只是暫時(shí)性的，一旦殘骸遠(yuǎn)離恒星便會(huì)消失。若能捕捉到這種瞬間發(fā)出的紅外輻射，便可為行星沖撞假設(shè)提供支持。天文學(xué)家還在期待歐洲蓋亞任務(wù)（Gaiamission）的研究結(jié)果。該任務(wù)正在測(cè)量十億顆附近恒星距太陽系的距離。若該任務(wù)能確定博亞吉安星的距離，天文學(xué)家就能了解該恒星的真實(shí)亮度。再與觀測(cè)到的亮度相比較，研究人員便可確定其亮度逐漸下降是否由受到行星沖撞造成。不過，這一數(shù)據(jù)至少要到2019年才能發(fā)布。今后的觀測(cè)將解答更多問題。例如，另一項(xiàng)假說認(rèn)為有一片巨大的塵埃和氣體云橫亙?cè)诘厍蚝筒﹣喖残侵g。當(dāng)塵埃較為密集時(shí)，恒星就會(huì)變暗。云層的稠密區(qū)和稀薄區(qū)輪流擋住博亞吉安星，導(dǎo)致其亮度在長(zhǎng)期內(nèi)持續(xù)下降。那么外星人假說呢？從原則上而言，我們暫時(shí)還無法排除這一假說。就算拋開其媒體熱度不談，它在科學(xué)上也有一定道理。萊特指出，這至少給了搜尋外星人的天文學(xué)家瞄準(zhǔn)射電望遠(yuǎn)鏡的目標(biāo)。雖然地外智慧研究所（SETI）的艾倫望遠(yuǎn)鏡陣列（Allen TelescopeArray）開展的觀測(cè)一無所獲，但在2017年1月，博亞吉安和加州大學(xué)伯克利分校的安德魯·西米恩（AndrewSiemion）利用美國(guó)的綠岸望遠(yuǎn)鏡（Green BankTelescope）開展了更加全面徹底的搜尋。目前，他們正在分析觀測(cè)數(shù)據(jù)。而對(duì)于提出行星沖撞假說的梅茨格等人而言，外星人假說更吸引他們的注意，同時(shí)也頗有諷刺意味，因?yàn)檫@顆恒星本可能被就此忽略掉?！跋氲酵庑侨顺?jí)建筑假說有可能成立，我感到有些心煩意亂，”他說道，“如果能找到其它解釋，那就再好不過了?！卑ㄈR特在內(nèi)的大多數(shù)科學(xué)家都贊同，不到萬不得已不會(huì)接受外星人假說。但即使結(jié)論與外星人無關(guān)，我們?nèi)阅芰私獾搅钊艘馔獾闹匾钪嬷R(shí)：也許與行星沖撞有關(guān)，也許與星際間的氣體有關(guān)，或者還有其它解釋。“我們已經(jīng)研究了這么久，仍未提出令人滿意的解釋，這本身就挺有意思?！盢ASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的天文學(xué)家埃里克·瑪瑪杰克（EricMamajek）指出，“無論最終結(jié)論如何，我們都能從中學(xué)到許多。”瑪瑪杰克認(rèn)為，解決這一謎團(tuán)也許還需好幾年時(shí)間。最終的答案也許出人意表、獨(dú)一無二，也許僅和基礎(chǔ)的宇宙知識(shí)相關(guān)。在不遠(yuǎn)的將來，我們將利用更加強(qiáng)大的設(shè)備探索夜空。這些設(shè)備的敏感度將達(dá)到空前的水平，也許能發(fā)現(xiàn)更多博亞吉安星這樣的天體。過去，發(fā)現(xiàn)某個(gè)奇怪的天體往往預(yù)示著我們將了解到某種全新現(xiàn)象。因此若以史為鑒，博亞吉安星僅僅是個(gè)開始。編輯：p_xiaojtan