В сентябре 2015 года несколько астрономов опубликовали результаты исследований изменений светимости звезды , которые привлекли внимание мировых СМИ. Регистрация таких изменений проводилась космической обсерваторией Kepler , в рамках программы поиска экзопланет . Обычно из-за прохождения планеты перед звездой её свет незначительно меркнет на короткое время, что повторяется через регулярные интервалы. Однако звезда KIC 8462852 оказалась исключением: её светимость падала на величину до 22 процентов, причём такие падения наблюдались на протяжении различных промежутков времени (от 5 до 80 дней), что привело к появлению большого количества гипотез. Странный характер кривых блеска этой звезды был замечен волонтёрами Planet Hunters - краудсорсингового проекта по поиску экзопланет в данных Kepler, некоторые из которых стали соавторами итоговой статьи.
Рядом со звездой на расстоянии 2 ″ {\displaystyle 2""} видна ещё одна звезда. Не ясно, является ли это оптически двойной звездой или настоящей двойной звездой . Потенциальный компаньон представляет собой, если находится на том же расстоянии, маломассивную звезду ~0,4 M ☉ спектрального класса M2V на расстоянии около 885 а. е.
Гипотезы аномалии
Первоначально предполагалось, что аномалии объясняются проблемами с телескопом или искажением при передаче информации, однако, в ходе исследований эта версия была опровергнута. Спектральный анализ и тип, к которому относится звезда, также исключают изменение светимости из-за проходящих в ней внутренних процессов.
KIC 8462852 не единственная звезда, которая имеет непериодические спады яркости. Однако, все остальные подобные звёзды (англ. dippers ) являются молодыми звёздными объектами и имеют другую структуру спадов яркости . Предполагается, что подобные объекты могут иметь околозвёздный диск , и для некоторых объектов, (например для EPIC 204278916), он действительно обнаружен . Наиболее вероятным объяснением изменения яркости для таких объектов представляется гипотеза, согласно которой столкновения в околозвёздном диске могут генерировать облака пыли, закрывающие свет звезды. Однако KIC 8462852 не является молодой звездой, поэтому рой может состоять из комет и астероидов, множество которых могло оказаться на близкой орбите после гравитационного возмущения от прохождения другой звезды (но не той, которая видна потенциальным компаньоном). Впрочем, и такое маловероятно, поскольку прямых доказательств этому нет, а прохождение звезды должно было произойти всего несколько тысячелетий назад (ничтожный срок по космическим меркам) .
В связи с этим, Табета Бояджян, ведущий автор исследования, рассматривает ещё один сценарий. Мерцание KIC 8462852 может указывать на попытку строительства астроинженерного сооружения типа сферы Дайсона или другого набора гигантских объектов (например, коллекторов света), которые высокоразвитая внеземная цивилизация построила для аккумулирования энергии своей звезды, что сразу взбудоражило общественное мнение.
О том, что искусственные объекты высокоразвитой инопланетной цивилизации могут быть одним из объяснений этих обнаруженных аномалий, заявил также директор Исследовательского центра поиска внеземных цивилизаций при Калифорнийском университете Эндрю Симион: «Возможно, мы имеем дело с чрезвычайно развитой цивилизацией, соорудившей большую сеть накопителей, чтобы аккумулировать огромные запасы энергии, получаемой от звезды. Возможно, кривая блеска своей нерегулярностью говорит о том, что вокруг звезды вращаются искусственно созданные объекты. В дальнейшем мы планируем с помощью крупных оптических и радиотелескопов, расположенных на Земле, попытаться увидеть другие типы исходящего от этой системы электромагнитного излучения. Его наличие будет указывать на возможное существование технологически развитой цивилизации в этой системе» .
«Инопланетяне всегда должны быть самой последней гипотезой, которую стоит рассматривать, но это выглядит как то, что вы ожидаете от внеземной цивилизации», - заявил астроном Джейсон Райт (Jason Wright) из Университета штата Пенсильвания .
Есть и другие гипотезы (рой комет, облако пыли в межзвёздном пространстве, процессы внутри звезды, наличие чёрной дыры-спутника) .
Последующие наблюдения
Запланированы тщательные последующие наблюдения с использованием более мощных наземных радиотелескопов Грин-Бэнк и Very Large Array , а также с помощью космических телескопов, которые планируется создать в ближайшие годы в рамках программы по поиску экзопланет , таких как инфракрасный Wide Field Infrared Survey Telescope , оптические TESS и PLATO .
Продолжается также пристальное наблюдение звезды KIC 8462852 в оптическом диапазоне многими наземными обсерваториями в ожидании очередного многодневного снижения блеска, также планируются наблюдения звезды во время снижения её блеска с помощью больших телескопов, оснащённых спектрографами, чтобы определить, чем обусловлено снижение её блеска - крупными твёрдыми телами или пылью и газом . Лазерных сигналов от звезды пока не обнаружено .
Астроном Брэдли Шефер после изучения исторических снимков этой области неба, делавшихся с 1890 по 1989 года, заметил, что за это время яркость звезды уменьшилась на 20 % (необычные световые изменения звезды EPIC 204376071 составляли 80% яркости ). Чтобы исключить возможность ошибок, Шеффер лично отправился в Гарвард, чтобы изучить оригиналы снимков. По мнению Шефера, кометная гипотеза для объяснения наблюдаемых эффектов уже не годится. По его расчётам, для такого затемнения перед звездой должно было пролететь не менее 648 000 комет, каждая диаметром от 200 км, что является совершенно невероятным .
Позже появилось исследование, в котором изучалось изменение блеска звезды в течение почти четырёх лет, зафиксированное телескопом «Кеплер». Хотя «Кеплер» предназначался для измерения небольшого изменения яркости в течение маленького времени, используя фотографии, которые делал «Кеплер», возможно измерить изменение яркости в течение большого времени. Выяснилось, что яркость KIC 8462852 постоянно уменьшалась. В течение первых 1000 дней яркость снижалась со скоростью около 0,34 %/год, а в течение следующих 200 дней яркость стала уменьшаться с ещё большей скоростью и упала на 2 %. Всего яркость уменьшилась на 3 % за 3,8 года. Для сравнения были исследованы ещё 193 близлежащие звезды и 355 звёзд, похожих на KIC 8462852. Ни одна из этих звёзд не поменяла своей яркости так сильно за это время, и лишь 0,6 % меняли свою яркость со скоростью большей, чем 0,34 %/год .
24 апреля 2017 года началось очередное падение яркости KIC 8462852 (первое с 2013 года). Наблюдение звезды велось десятками телескопов. После этого звезда стала возвращаться к своей обычной яркости. 19 и 20 мая 2017 года снижение яркости составляло 3 % .
В новом исследовании ученые под руководством Массимо Маренго (Университет штата Айова, США) сравнили изменение интенсивности свечения в разных длинах волн и выяснили, что в инфракрасном спектре звезда изменяет интенсивность гораздо меньше, чем в видимом или ультрафиолетовом, что характерно для пыли. .
Примечания
- Gaia Data Release 2 - 2018.
- Boyajian, T. S.; LaCourse, D. M.; Rappaport, S. A.; Fabrycky, D.; Fischer, D. A.; Gandolfi, D.; Kennedy, G. M.; Liu, M. C.; Moor, A.; Olah, K.; Vida, K.; Wyatt, M. C.; Best, W. M. J.; Ciesla, F.; Csak, B.; Dupuy, T. J.; Handler, G.; Heng, K.; Korhonen, H.; Kovacs, J.; Kozakis, T.; Kriskovics, L.; Schmitt, J. R.; Szabo, Gy.; Szabo, R.; Wang, J.; Goodman, S.; Hoekstra, A.; Jek, K. J.
- Tycho-2 Catalogue
- T. Kozakis , D. Gandolfi , D. Fabrycky et al. // Mon. Not. R. Astron. Soc. / D. Flower - OUP , 2016. - Vol. 457, Iss. 4. - P. 3988–4004. - ISSN 0035-8711 ; 1365-2966 - doi:10.1093/MNRAS/STW218
- Wright, Jason T. What Could Be Going on with Boyajian’s Star? Part I (неопр.) (недоступная ссылка) . Pennsylvania State University (30 августа 2016). Дата обращения 12 сентября 2016. Архивировано 18 сентября 2016 года.
- О чем говорить с инопланетянами?
- M. Ansdell et al. Dipper disks not inclined towards edge-on orbits. - arXiv :1607.03115 .
- Simone Scaringi et al. The peculiar dipping events in the disk-bearing young-stellar object EPIC 204278916. - arXiv :1608.07291 .
Звезда KIC 8462852, обнаруженная астрономом Таботой «Табби» Бойаджиан , привлекла внимание учёных и журналистов всего мира необычными изменениями в яркости, которые самые большие энтузиасты объясняли строительством вокруг звезды сферы Дайсона. Несколько научных работ одна за другой опровергают предположения, сделанные в предшествующих работах. Очередную работу, опровергающую старые предположения и вносящую новые вопросы, опубликовали две команды астрофизиков .
Звезда Табби находится на расстоянии 1480 световых лет от Земли. Она была найдена в рамках проекта по поиску экзопланет телескопом Кеплер при помощи транзитного метода. Проходя между нами и звездой, планеты вызывают симметричное падение и последующий рост яркости. В прошлом году из-за того, что колебания её яркости были нехарактерными и несимметричными.
Провалы в яркости, происходившие с периодом в 100 дней, были похожи на то, будто звезду затеняет большой рой объектов неправильной формы. Учёные из Пенсильванского государственного университета даже предположили, что на орбите звезды происходит строительство сферы Дайсона – мегаобъекта, собирающего всю энергию звезды для последующей переработки.
Ради проверки этой идеи радиотелескопы проекта SETI просканировали окрестности звезды, но . Кроме того, подобная мегаструктура должна была неплохо излучать в инфракрасном диапазоне, чего также обнаружено не было.
Другая команда учёных предположила, что вокруг звезды . Но астроном Брэдли Шефер из Луизианского государственного университета , и изучил сканы исторических снимков этой области неба, делавшиеся с 1890 по 1989 года. Оказалось, что за это время яркость звезды уменьшилась на 20%, а кроме того, рассчитал, что кометная гипотеза не соответствует наблюдениям.
Серьёзное уменьшение яркости звезды сложно было объяснить чем-либо, кроме постепенного появления на её орбите мегаструктуры. Но использование фотоснимков из архива «Digital Access to a Sky Century» натолкнуло на мысль студента из Университета Вандербильта, что полученное расчётное изменение в яркости звезды вызвано не реальными процессами, происходящими со звездой, а погрешностью в измерениях и использованием для архива фотографий разных телескопов.
Аналогичная мысль пришла в голову и другому астроному, работающему в Лихайском университете. Учёные решили объединить усилия и исследовать материалы из архива астрофотографий. Оказалось, что множество звёзд, запечатлённых на фото из архива, испытали падение яркости в 1960-х годах, что говорит о том, что на самом деле эти изменения были вызваны сменой оборудования, использовавшегося для фотографий.
Правда, и без этого звезда вызывает слишком много вопросов без ответов. В 2009 году в яркости звезды наблюдался провал, длившийся неделю. Он отличался от прохода планет по диску звезды тем, что был несимметричным. Затем в течение двух лет свет оставался постоянным, после чего на неделю произошёл провал аж на 15%.
В 2013 году свет от звезды вообще начал мигать нерегулярно и по сложной схеме, и это явление длилось в течение 100 дней. В какие-то моменты яркость звезды падала на 20%. По словам Таботы, для такого затемнения потребовался бы объект в 1000 раз больше Земли, который должен был бы пройти между нами и звездой. Подобных данных нет больше ни по одной из звёзд, просканированных Кеплером.
Ни одна из предложенных учёными гипотез (изменение яркости самой звезды, столкновение планет, облака пыли, распад огромной кометы, влияние карликового компаньона звезды на её поведение) полностью не укладываются в наблюдения. Однозначно понятно, что звезду что-то затеняет – но что именно, учёные объяснить пока не могут.
Эта звезда находится от нас на расстоянии 1480 световых лет в созвездии Лебедя, она примерно на тысячу градусов горячее Солнца (температура поверхности которого составляет 5778 К) и несколько крупнее его. Это типичная звезда главной последовательности класса F.
Без телескопа ее на небе не разглядишь, у нее 12-я звездная величина. Общепринятого наименования звезды пока нет, но в популярных изданиях ее называют по имени первого автора статьи, опубликованной в сентябре 2015 года, — Табеты Бояджян из Йельского университета.
Результаты исследований изменений светимости звезды Табби (или звезды Бояджян), проводимые космической обсерваторией Kepler в рамках программы поиска экзопланет, оказались в свое время сенсационными.
Светимость на протяжении различных промежутков времени (от 5 до 80 дней) падала до 22%, что невозможно объяснить ни прохождением затеняющей планеты по диску звезды, ни пятнами на поверхности.
Планет подходящего размера просто не бывает, а существование невидимого звездного спутника KIC 8462852 не подтверждается другими наблюдениями. На странный характер светимости обратили внимание волонтеры Planet Hunters — краудсорсингового проекта по поиску экзопланет в данных космического телескопа Kepler (представители этого проекта стали соавторами итоговой статьи). Первоначально были подозрения, что аномалии объясняются проблемами с самим телескопом, однако тщательные проверки позволили опровергнуть эту версию.
Tabetha Boyajian on Twitter/@tsboyajian
Астроном Брэдли Шефер изучил также соответствующей области неба, сделанные в обсерватории Гарвардского колледжа в период с 1886 по 1992 год. Выяснилось, что за указанный период светимость звезды также то и дело изменялась. Впрочем, данные, использованные , были получены с помощью 17 различных телескопов, поэтому пока говорить об их надежности не приходится.
Теории, объясняющие необычное явление, множатся день ото дня.
Это могут быть рои комет на сильно вытянутых орбитах, проходящие перед звездой, останки разрушенной планеты или феномены, связанные непосредственно с самим светилом. Публику будоражит то, что некоторые ученые-энтузиасты приписывают все это деятельности чрезвычайно развитой цивилизации, создающей вокруг своей звезды мегаструктуры наподобие знаменитой сферы Дайсона для наиболее эффективного использования звездной энергии. Безусловно, новые наблюдения способны в буквальном смысле этого слова пролить свет на причины загадочного явления.
Конечно, KIC 8462852 не единственная звезда с переменным блеском. Однако все ее ближайшие , включая EPIC 204278916, представляют собой молодые звездные объекты, объяснение затемнений которых не представляет особого труда.
«Инопланетяне, конечно, всегда должны оставаться самой последней гипотезой из тех, что вы привлекаете к объяснениям, — заявил еще в 2015 году в интервью изданию The Atlantic астроном из Университета штата Пенсильвания, — однако все это выглядит так, будто мы действительно наблюдаем стройку инопланетной цивилизации».
Теперь, по словам Райта, сообщившего об этой новости в своем твиттере , звезда вновь напомнила о себе и начала тускнеть рано утром в пятницу — ее блеск снизился на 3% всего за несколько дней. «Крестная мать» звезды Табета Бояджян подтвердила эту информацию 20 мая. Об этом говорят данные оптической и инфракрасной спектроскопии и фотометрии роботизированной обсерватории Las Cumbres в Калифорнии и др.
«Звезда Табби меркнет! Наблюдайте!» — написала первооткрывательница в своем твиттере.
«Насколько я могу судить, сейчас каждый телескоп, который может быть направлен на эту звезду, неотрывно следит за ней», — говорит астроном Мэтт Мутерспо из Университета штата Теннесси. К сожалению, ученым изрядно мешает то, что звезда сейчас находится близко к Солнцу, но тем не менее они призывают обратить на нее все возможное внимание всех наблюдателей, обращаясь через прессу и соцсети.
Звезда Табби (KIC 8462852) захватила мировое внимание еще в сентябре 2015 года, когда было обнаружено, что она испытывает таинственное падение яркости. 18 мая 2017 года было объявлено о новых провалах, что побудило обсерватории со всего мира направить свои телескопы на Табби.
Как и прежде, это таинственное поведение подпитывало предположения о его причинах. Раньше идеи варьировались от роя комет и поглощения планеты до инопланетных мегаструктур. Но последние исследования описывают новые причины. Первая – наличие в системе KIC 8462852 троянских астероидов и массивной планеты с кольцами, вторая – кольцевая система во внешней Солнечной системе.
Огромная планета с кольцами и троянские астероиды
Первое исследование, представленное в , проведено командой ученых из Испании. Работа основана на данных телескопа «Kepler», который фиксировал провалы в яркости звезды до 20 процентов в 2015 году, а также на наблюдаемых позже непериодических повторениях затмений. Команда создала модель системы, которая показала, что объект с кольцами и троянские астероиды, следующие по одной орбите, могут объяснить загадочное поведение звезды.
Система звезды Табби в представлении испанских ученых. Credit: F. Ballesteros et al.
Это объяснение предлагает не только совершенно естественный сценарий того, что могло бы привести к затмению звезды, но также указывает на то, что может подтвердить их теорию. «В то время, как большинство сценариев других ученых обязывают к присутствию в системе никогда непосредственно не наблюдавшихся астрономических объектов, от роя комет до сферы Дайсона, наша модель требует наличия относительно знакомых вещей, а именно большой планеты с орбитальными кольцами и облаком троянских астероидов. Более того, наша работа позволяет сделать определенный прогноз: облако троянцев должно вызвать новый период провалов в кривой блеска примерно в 2021 году», – сказал Фернандо Бальестерос, ведущий автор исследования из Университета Валенсии (Испания).
Джейсон Райт из Университета штата Пенсильвания (США), который предложил теорию инопланетный мегаструктуры, прокомментировал работу испанских ученых. Он отмечает, что теория имеет сильные стороны, но не учитывает некоторые наблюдения.
По его словам, провалы в яркости довольно значительные, что не может легко объясняться природными явлениями. Исследование также не затрагивает вековое угасание звезды Табби. Но, пожалуй, самым важным, по мнению Райта, является масса, которая потребуется для создания затмения.
«Им нужно много астероидов. Количество, которое они предлагают, огромно: больше массы Юпитера! Мне непонятно, как такой рой может быть со-орбитальным с планетой и оставаться стабильным. Кроме того, как вы удержите вещество столь огромной массы от объединения в планету? Да и где взять столько камней?!» – комментирует Джейсон Райт.
Кольцо вокруг Солнечной системы
Вторая статья также представлена в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . В ней профессор Джонатан Кац из Вашингтонского университета (США), утверждает, что провалы звезды Табби могут быть вызваны объектами в самой Солнечной системе, в частности, кольцевой структурой, которая находится между телескопом «Kepler» и KIC 8462852.
Основываясь на интервале между провалами, а также на орбите телескопа, Джонатан Кац вычислил на каком расстоянии должно располагаться это гипотетическое кольцо, а также дал оценку его размера и распределения твердых частиц. Как он написал в своей работе, объект размером 600 метров сможет ненадолго скрыть весь свет, идущий от звезды Табби.
«Возникновение глубоких провалов, разделенных примерно двумя годами наблюдений «Kepler», намекает на то, что это явление может быть локальным, а не околозвездным. Это наводит на размышления, но не является статистически убедительным, так как интервал отличается от кеплеровских лет на несколько процентов. Однако, трудность разработки убедительной околозвездной модели оправдывает возможные объяснения с использованием колец из Солнечной системы», – сказал Джонатан Кац.
Еще одним интересным аспектом исследования является тот факт, что оно также делает прогнозы относительно будущих затмений. Гипотеза показывает, что будущие провалы в яркости могут наблюдаться с Земли с интервалами всего в один год. Но, по словам Райта, который также прокомментировал эту статью, это выглядит как математический просчет.
«Некоторые математические данные кажутся мне неправильными. Джонатан Кац предсказывает, что провалы будут видны с Земли каждые 365,25 земных дней, но он игнорирует орбитальное движение самого объекта. Кроме того, такое кольцо не может объяснить все провалы, да и как вообще оно могло возникнуть?» – комментирует Джейсон Райт.
Возможно мы никогда не узнаем, что стоит за странным поведением KIC 8462852. Но хочется верить, что телескопы следующего поколения помогут нам в этом разобраться, и мы сможем по-настоящему исследовать эту загадочную звезду Табби.
Помните чужеродную звезду, которая, по предположениям СМИ, является мегаструктурой инопланетян? Да, речь идет о странной звезде, которая демонстрирует необычное изменение яркости. Это и привело к предположению, однако маловероятному, что инопланетяне могли построить вокруг нее гигантскую структуру.
Мегаструктура инопланетян
Конечно, ученые уверены, что это не так. Звезда KIC 8462852, также известная как звезда Табби, вышла на сцену в 2015 году. С того времени было выдвинуто множество теорий, которые пытались объяснить эти необычные провалы в ее яркости, от влияния кометы до «лавины» магнитного поля. Но они не нашли большой поддержки. Теперь исследователи из Колумбийского университета говорят: этот странный сигнал может быть результатом того, что звезда поглотила одну или несколько планет.
Исследование звезды Табби
Изменения в яркости звезды были замечены благодаря телескопу Kepler. В течение последних нескольких лет отклонения в яркости равнялись 22 процентам. Но данные показывают, что яркость звезды Табби также снизилась на 14 процентов по сравнению с 1890 годом. Теория влияния кометы оказалась спорной, поскольку было трудно понять, какие ее размеры могли бы вызвать эти большие провалы. Так что, может быть, причиной является планета, а не комета.
Новая теория
Ученые полагают, что эти затмения являются результатом влияния планетарного тела или тел на KIC 8462852. Они добавляют, что подобное могло произойти 10000 лет назад.
Это означает, что провалы в яркости могут быть результатом поглощения планеты звездой. Более того, некоторые из них не могут быть вызваны тем, что какой-то объект заслоняет нам вид на звезду Табби. Скорее всего, они являются следствием какого-то другого события. Поглощение планеты могло увеличить яркость звезды, и она только сейчас возвращается к своему обычному состоянию.
Дополнительные объяснения
Тем не менее сами исследователи не исключают и другие версии. Они говорят, что такое событие (а их могло быть несколько), возможно, стало причиной появления весьма эксцентричной орбиты комет или планетарного мусора вокруг звезды, что также играет определенную роль в уменьшении яркости.
Как видим, появилась еще одна теория, которая отрицает вмешательство пришельцев. Тем не менее наблюдение за этой звездой все еще вызывают интерес. Если эта конкретная теория верна, она может заставить нас переосмыслить то, как звезды и их планеты взаимодействуют между собой.