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著名的“外星超級建築之謎”最全面科學的分析,真相大白?
塔比星藝術插圖
KIC8462852,又名塔比星,自從2015年開普勒天文望遠鏡監測以來,就一直受到天文學界和廣大天文愛好者的追捧。原因是塔比星存在研究者們無法解釋的亮度異常衰減現象,下面讓我們一起來破解這個謎團。
銀河系和“開普勒天文望遠鏡”觀測範圍
“外星超級建築之謎”的起源
通常來說,當行星凌星時,會造成恆星週期性的亮度衰減。假如有外星文明觀測太陽,木星凌日會使太陽的亮度衰減1%。但KIC8462852卻不是這樣,它的亮度曾在100天內持續衰減,最多至22%,並且這種衰減是不規律的。
據科學家推測,這種現象有以下幾種可能,如彗星碎片的遮擋,或者有一顆類似土星一樣帶有光環的行星,還可能是一顆行星破碎後產生的小行星帶。還有學者推測是一種不規則的塵埃雲。
塵埃雲環繞的塔比星——藝術插圖
在種種科學的假設都被排除後,有人大膽的提出“外星超級建築假說”,也就是說有一個巨大的外星文明建築在繞著塔比星旋轉,這才能完美解釋它亮度不規律衰減的原因。
讓我們簡單計算下,假如存在這種“超級建築”的話,它得有多大?
KIC 8462852是天鵝座的一顆六等星,比太陽更熱,距地球約1300光年。但這個距離僅是粗略估計,實際範圍在1030至1680光年之間。它的質量是太陽的1.43倍,直徑是太陽的1.58倍,周長約220萬公里。
也就是說,真有“超級建築”的話,455個美國排成一列都能裝在裡面!而且想要擋住塔比星的光芒,這個建築還得足夠大,半徑估計是太陽的五倍,甚至比KIC 8462852本身還要大!
為了更好理解,假設這麼大一個東西正好執行到地球和太陽之間,引發的日食將持續幾天到幾周。太陽的半徑約695,700公里,一個半徑是太陽五倍(340萬公里)的建築,無線電波從建築的一端傳到另一端都得要11.6秒,相比之下,無線電波從地球傳到月球只需1.3秒。
接下來讓我們盤點幾種有代表性的“外星超級建築”假設並從科學角度加以分析:
一:戴森球面(Dyson Sphere)
基於1960年,物理學家弗里曼·戴森提出的理論,即一個足夠發達的文明能夠建造一個球面建築,將整個恆星裝入其中,藉此獲取它輻射的全部能量(當然,地球上的觀測者還可以偵測到它發出的紅外線)。
顯然,我們還能看到KIC 8462852發出的光,所以它還沒有被一個緻密的球面包裹。
戴森球面
二:戴森球(Dyson swarm)
對“戴森球面”的演繹,即這種外星建築可能是由一群小建築組成的球面狀結構,這樣比建造一個完整的球面簡單的多。如果環繞塔比星的是一個由很多衛星城組成的“戴森球”,每個衛星城的尺寸都必須是小行星級別的,而且數量多至上萬個。
如果這些衛星城在類似太陽系內行星的軌道上執行,它們的公轉週期根據開普勒定律計算,約需幾個月至幾年。
戴森球
三:環狀建築(Ring-shaped Structure)
那麼圍繞KIC 8462852旋轉的能否是一個環狀建築呢,就像拉里·尼文在小說《環形世界》裡提到的那樣。這樣一個環狀建築,如果繞著太陽建的話,半徑需要1億4900萬公里,周長9億4000萬公里。這個建築大的超乎想象,即使建成的話,所有已知的材料都無法承受巨大的內部應力。尼文別出心裁的虛構出一種叫“斯克瑞斯”的物質,它比普通的分子結構的物質更為緻密。而且塔比星的亮度的衰減方式也不像是有個環狀物在繞著它旋轉。
環狀建築
四:戴森環(Dyson ring)
“戴森球”和“環狀建築”假設的結合,即有許多巨大的衛星城圍繞母星,相距一定間隔組成的“戴森環”。每個衛星城的周長需要達到100公里,這樣才能被觀測到。
戴森環
無論是“戴森球”還是“戴森環”,這麼一大群衛星城如果沒有主動控制的話,早晚會變成圓盤狀分佈。因為任何公轉或自轉的物體都會受到離心力影響,所以地球是略微扁平的。要想保持自己的位置,所有的衛星城和母星的位置必須相對靜止,但這又無法造成KIC 8462852亮度的反常衰減。
實際上,今年以來,專為尋找地外文明計劃而啟動的“突破聆聽”和“搜尋外星文明”兩個專案一直在監測著塔比星,沒有發現任何表明外星文明存在的射電訊號。
搜尋外星文明(SETI)計劃
在一項新的研究中,科學家對哈佛大學天文學家1885年至1993年拍攝的50萬張照片底片進行數字化處理並建立資料庫後發現,許多恆星也存在類似塔比星的亮度衰減現象。也就是說,塔比星的亮度變化也許只是天文觀測儀器發生的變化所引起的。
回覆列表
KIC 8462852恆星出現的週期性光變曲線下降事件已經有了初步定論,認為這可能是彗星、或者是大量的塵埃群。彗星的理論是根據廣域紅外線巡天探測衛星(WISE)的資料提出的,它能夠同時解釋短週期和長週期的下降。週期性光變曲線下降可以用彗星經過恆星之前來解釋,大量的塵埃群可以用當彗星接近(或者撞擊)恆星時產生的物質昇華後形成的塵埃來解釋。KIC 8462852恆星可能有類似太陽活動的週期,這需要進一步的研究,並將在未來數年內讓科學家們繼續為之著迷。
因此,對於那些支援KIC 8462852恆星是第一次發現外星巨型結構的人而言,仍然可能希望這是真的,儘管這只是一廂情願。正如哈佛大學史密森天體物理中心教授所認為的,亮度下降的機制仍然有可能是由巨型結構引起的,比如磁遮蔽裝置在宿主恆星前經過。
然而現在開普勒衛星不在能觀測KIC 8462852恆星的位置上(如今它正在進行K2第二期計劃),下一代的望遠鏡則有可能得到開普勒望遠鏡遺漏了的資訊。這些望遠鏡包括了NASA的詹姆斯韋伯望遠鏡,廣域紅外巡測望遠鏡(WFIRST),以及類似甚長望遠鏡(VLT)陣列的地面望遠鏡。因此要對KIC 8462852恆星繼續進行深入觀測和研究,就需要得到明年了,詹姆斯韋伯望遠鏡升空或許可以解決這個問題。目前主流天文學科研人員認為,KIC 8462852恆星的問題並不是外星人的傑作,是一種我們所未知的天體行為。