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    破碎的系外卫星!关于恒星诡异变暗的奇妙新解释

    图解:KIC 8462852的奇怪表现已经引发了“戴森球”的猜测

    在被开普勒望远镜所记录的将近一百万颗恒星中 ,很少有像KIC 8462852(又名博亚吉安之星)那样的表现。最新的研究已经说明了这种“诡异的变暗”既不是因为成群的彗星掠过也不是由于外星人在建造庞然大物,很可能是一颗“孤儿卫星”正在经受毁灭时的痛苦……

    博亚吉安之星(又名:塔比之星)大约130年前被发现,但是这种异常的变暗行为还是于2015年首次次被路易斯安那州立大学的天体物理学家塔贝莎·博亚吉安洞悉到。也正因为如此,这颗恒星(KIC 8462852)也被非正式地叫做“博亚吉安之星”。

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    图:塔贝莎·博亚吉安2016年在TED关于KIC8462852的演讲

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    这颗恒星距地球约1500光年,除了间歇性的变暗之外,其他方面都像极了一颗普通恒星。不过,一件事情之后这颗恒星变得“不普通”,其亮度突然下降了22%,而且这种光度的改变持续了有几天甚至几周之久。档案数据(由同来自路易斯安那州立大学的天文学家布拉德雷·谢夫收集)显示,随着时间的推移,事实上博亚吉安之星正在变得越来越暗,1890至1989这近百年的时间整体亮度减少了14%

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    图解:博雅吉安之星异常的光度变化

    这样前所未有的观测结果立刻引起了一场疯狂的“原因大讨论”,“彗星群至”?不规则形状的尘埃带?刚被摧毁的行星残余物?甚至“扭曲的恒星”。也许是这样的观测结果太奇怪了,宾夕法尼亚州的天文学家杰森·赖特甚至认为有可能是外星生物的“奇妙杰作”。

    这时,来自哥伦比亚大学的团队给出了另一个可行解释,实际上这个解释也很不可思议,但是其爆炸性的程度还没有大到为外部专家(也就是外行)所重视。这份刊登在《皇家天文学会月报》的报告(天文学家布莱因·梅泽、米古尔·马丁内兹、尼古拉斯·斯通撰写)中提出了这样一个假说:

    一颗为注定要毁灭的母星所抛弃的“孤儿卫星”,由于来自寄主星的辐射,正逐渐熔化。而这颗分崩离析的“孤儿卫星”碎片正在不断地漏出,形成出了围绕在博亚吉安之星旁边的“尘埃环”。从地球上观测,恒星所发出的光就被这个“尘埃环”遮挡住了。

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    图:恒星周围的“尘埃环”想象图

    博亚吉安本人虽没有参与这项研究,但在发送给美国知名科技博客天文在线的邮件中表示:“这份报告对于‘博亚吉安之星诡异的变暗’这个话题来说有着重要的贡献,因为他们对涉及到极其混乱系统的多重动力做了许多细致的研究,研究结果似乎也证实了他们的猜想。”

    来自范德堡大学的天文学家凯梵·斯塔逊也对这份报告表示了极大兴趣,他形容这个关于“变暗谜团”的解释虽然尚处于推测的阶段,但却是“可信并且有趣的”。

    “万事万物必定有一天将迎来它的终结。开普勒空间望远镜留给我们的瑰宝之一就是它向我们展示了位于其他星系(太阳系之外的星系)的天体(比如那里的行星、卫星、彗星等)在他们所运行的轨道上,各种各样令人惊讶的“终结方式”。斯塔逊在发送给美国知名科技博客天文在线的邮件中表示,“打个比方,如果说天文学家是在撰写一部“天文学格林童话”的话,那么这项新研究就像是给这部书增加了一个新的章节,讲述的就是太阳系是怎么走向它的末日的。”

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    正如梅泽(报告作者之一)还有他的同事在报告中解释的那样,这一切走向终结的开始起源于一颗位于博亚吉安之星轨道上的系外行星(A)和它的卫星(a)。不幸的是,在同一星系另外一颗大质量行星(B)而产生的引力作用下,随之而来的引力波动让行星(A)从此进入了一个偏心轨道,这将让它(A)与主恒星(波雅简)发生碰撞。报告中将之新定义为“潮汐般的分离”,在那种情况下,卫星(a)将永远地“被迫”与它的母星(A)分离,成为如之前比喻的“孤儿行星”。

    在对这个猜想进行计算机模拟运行后,哥伦比亚大学的研究者们呈现的结果是:遇到像这种行星与它的主恒星发生碰撞的情况,大多数卫星们都会作为陪葬品(意思是和行星一起被撞得粉碎)。但模型也显示,大约有百分之十的“孤儿行星”会幸运地存活下来,以一种尴尬而令人不舒服的近距离沿着主恒星做轨道运动。结果就是,和研究者们设想的一样,博亚吉安之星散发出来的强烈恒星辐射正在剥离“孤儿行星”的表面物质,形成之前提到的“尘埃环”。不过,新研究还显示,要让这些“孤儿行星”完全解体至少需要几百万年的时间。

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    “小的碎块(微米级别以下的)是高度不透明的,不过正是由于低质量的特性,受到了来自主星外围的高强度辐射压。”梅泽说,“很可能是由于在卫星附近不知不觉中形成的‘云’遮挡住了部分恒星光线,虽然暂时地造成了观测角度上的‘变暗’,但是这层‘云’迟早会有一天会从这个恒星系统中消失。因为,辐射压不会持续太长时间,也就根本不会导致这么长时间的昏暗。”

    另外,梅泽也表示,更大一点的碎块不会成为高辐射压的辐射对象,所以那些碎块们还“安详地”在恒星的轨道上。这是个很重要的性质,因为大概经过几百年甚至上千年之后,大碎块会被拽向主恒星。结果就是,积累了这么久的大碎块就会变成像巢一样的环状盘(和土星环差不多),长期地看,还是遮挡住了恒星的部分光线。

    这些细节当然很都很重要,但是这份研究的隐藏“彩蛋”还要属那个关于解释“变暗”自然机制的假说:一种从“孤儿卫星”变成恒星轨道上那些彗星状的、易挥发物质的能力。

    确实,谢夫向天文在线表示,这份报告令人感到兴奋的部分就在于向人们呈现了第一个合理地模型来解释恒星的昏暗,因为在此之前的所有推断尝试在天体物理学角度看来都是解释不通的。

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    图:“彗星群掠”假想图

    “此前关注度最高的‘彗星’解释虽然说能解释变暗,但是解释不通为什么会变暗如此之多,因为那是要很多超级超级大的彗星聚集在一起才能办到的事,更不要说还要解释为什么百万恒星之中只有这一颗会突然出现这种现象。”未参加此次研究的谢夫说。

    “现在,有史以来我们有了第一个不是瞎推测,而是实实在在的模型”,谢夫向天文在线表示“这份报告向我们提供了一个有说服力的机制来一次性解释这数次变暗,并对最近每次变暗中的“尘埃形成”提供了一套合理的机制,这就解释了博亚吉安之星与其他开普勒望远镜所观察到的恒星相比为什么会有如此诡异的现象。

    “这份新研究运用了缜密合理的推导、计算过程来支持他们的猜想”撇开这些赞扬不谈,值得指出的是,报纸上无论多少的猜测也只是猜测罢了(没有严格的科学证明),但是,这份报告的学者们却是通过计算机模型和数学理论来支持这项“自然机制”,更有力的证据是他们运用参考了“环状盘”本身的视觉或光谱观测结果。无论是在博亚吉安之星这个问题还是其他地方,更多的证据依然需要以更加经验性的观察形式出现。

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    图解:位于星团NGC 6866旁边的博亚吉安之星宛如沧海一粟

    好消息是这种现象(“诡异变暗”)虽然稀少,但是不至于稀少到我们在其他恒星上再也捕捉观测不到。并且,我们已经有足够的证据证明这种现象在系外的存在性,天文学家也有充分的理由相信这种现象在我们浩大的银河系中一定普遍存在。

    但考虑到博亚吉安之星显然是百万分之一概率,我们还是必须耐心耐心再耐心……

    参考资料

    1.WJ百科全书

    2.天文学名词

    3.Tabetha Boyajian|Speaker|TED- George Dvorsky- Good李

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