是彗星凌星的遮挡还是外星人的信号?

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KIC 8462852是天鹅座一颗视星等为11.7，绝对星等为3.08的恒星，无法用肉眼看到，离地球大约1480光年。它的直径是太阳的1.6倍，质量是太阳的1.2倍。

KIC 8462852的星空区域

它就是银河系无数的恒星中的一颗，也正好在开普勒太空望远镜的观察范围内。开普勒望远镜在天际球上观察大约100平方度的天空，而整个天空有41253平方度，尽管如此，这个视野里也有足够多的星星——15万多颗。开普勒望远镜每30分钟记录一个光强点，多数时候，这个光强是不变的，但是偶尔也会有一些波动。在开普勒望远镜观察它的1500多天里，在2009年，KIC 8462852留下了两个小小光变突降坑，在Planet Hunters上引起了注意，在2011年，KIC 8462852留下了一个15%的大光变曲线凹坑，而且持续了一周时间。最后在2013年KIC 8462852留下了一串大大的光变曲线凹坑，而最深的一个达到22%。

开普勒望远镜记录恒星的光变曲线，正常情况下，光强为1，当发生行星凌星时（即行星从恒星前经过，遮挡部分恒星光芒），光强会短暂下降，但是由于行星大小的限制，这个短暂光强下降通常只是降低1%到2%。而且，当行星凌日的时候，光强改变的曲线是对称的，因为行星是在相对稳定的公转轨道上，进入凌日和离开凌日的过程几乎一样。另外，由于行星公转的特性，这样的光强改变是周期性出现的，你每隔几天、几周或者几个月就会看到这样一个光强小凹坑。而开普勒太空望远镜就是用这样的原理来分析和计算系外行星的大小轨道位置等信息。到目前为止，一切正常，这15万颗星星都很乖，开普勒望远镜确定了130多颗系外行星，锁定了2700多颗候选行星。

正常行星凌星示意图，光变曲线下降坑因不同的行星大小和位置而不同

2009年KIC 8462852的奇怪光变线在开发平台Planet Hunters上引起注意，2015年10月14日耶鲁大学天文系的Tabetha Boyajian将研究上传到arXiv。由于Tabetha Boyajian对KIC 8462852的研究，人们开始称它为塔比星Tabby’s star。除了主要用到开普勒的数据做分析，Tabetha Boyajian还用到了：

1， 西班牙Nordic光学望远镜NOT在2014年8月和11月获得的高分辨率FIES (FIbre-fed Echelle) 光谱图像；

2， 由位于夏威夷Mauna Kea的UKIRT红外望远镜在2014年10月16号获得的图像；

3， NASA的广域红外探测仪WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) 获得的光谱能量密度图谱；

4， 银河演变探索器Galaxy Evolution Explorer (GALEX) 获得的紫外光谱能量密度图谱；

5， 2微米波全空探测Two Micron All-Sky Survey (2MASS) 获得的红外波段光谱能量密度图谱；

6， 哈佛大学的Digital Access to a Sky Century @ Harvard (DASCH) 测光数据。

Tabetha Boyajian指出塔比星光变曲线的奇怪之处，这样的现象在已知的开普勒望远镜数据库中完全没有看到，虽然Boyajian利用程序查找开普勒数据发现一些光变曲线凹坑，但是证实它们或者是仪器，或者是食双星、恒星黑子、自转、等已知因素引起的。塔比星的奇怪在于：

• 塔比星的光强曾经掉过多达22%，而再大的行星也就能引起2%左右的光强下降！

• 在这近1600多天的观察中，塔比星的主要光变曲线凹坑没有出现周期性！

• 塔比星的光强下降曲线从来不是符合行星凌日特征的左右对称！

• 这一光强的下降曾经有80多天之久，也不是任何行星凌星所能解释的。

• 而在观察的所有1500多天中左右，塔比星也曾出现过周期的规律性光强波动，而且以傅里叶变换到频域上分析能看出有一个0.88天为周期的信号。

到底是什么挡住了这些光线呢？是需要多大的大小才能挡住多达22%的光线？这么大的物体为什么能来无影去无踪呢？到底是奇异的外太空物体现象还是调皮的外星人在和我们开玩笑呢？

自从Tabetha Boyajian的论文上线以后，全球的天文学家及天文爱好者陷入了思索，很多人开始各种各样靠谱的或者不靠谱的假想，有些能解释某些现象，有些能解释另一些现象，但是到现在为止并没有令所有人信服的解释。隔了1480光年，这里面既有空间也有时间的距离，在更多证据揭露前，没有人知道真正的答案，也许看起来不靠谱的假设是靠谱的，而很多看起来靠谱的假设是不靠谱的。

仪器或数据错误

研究人员检查的第一个可能性就是仪器本身。为了验证这个可能性，研究者用数据分析算法来检查所有数据，看在发生光变曲线下降的同样时间有没有其他可疑曲线，参照开普勒望远镜的邻近数据看没有用同样的下降点，结论是没有，其他数据都很正常。

尘埃遮挡

另一个可能的原因是一团尘埃团环绕塔比星，周期或者非周期性遮挡了这颗恒星。目前无法完全消除这个可能性，但是研究者不太相信是这个原因。因为塔比星是一颗相对成熟的 F恒星，不像年轻的恒星一样有着这种原始态的尘埃，这些恒星诞生时的尘埃在这个阶段通常已经凝结成行星了。

变星

一些恒星会有亮度变化的现象，称为变星。但是塔比星并不符合变星的特征，虽然有一种Be星可以解释塔比星光变曲线的某些现象。因为Be星自转太快，会部分解体，甩出一些物质，这时通常会看到光强变强，但有时也会出现光强突降的现象。但是Be星会有额外的红外超，红外线增强，而这里没有发现，而且塔比星的温度也不符合Be星。

碎片遮挡

另一个可能性是这个恒星系有类似我们太阳系的主小行星带。这样的话，可能会有碎片和彗星或者其他星际碎片碰撞，产生大量尘埃而遮挡塔比星光亮。听起来好像比较靠谱是吧？

我们接着看这一分析。当有什么东西遮挡恒星时，我们首先去估算这个物体的大小和离恒星的距离，这样研究者才能有办法定义这个物体。举个例子，要遮挡这么多光线，这个物体要不是接近恒星的很大物体，要不是小一些而离恒星远一些的物体。但是如果是较小而较远的物体的话，它不可能移动那么快而产生那么短暂的光变突降，这样的分析，给了这一物体一定的定义。同样，你也可以通过突降线的深度来估算物体大小。通过光变曲线的一些其他特征还可以给该物体更多的定义。把这些信息归总在一起，研究者发现，这一物质团离恒星距离大约为木星到太阳的距离，而它的大小有可能要比恒星本身还大。

如果发生这种规模的碰撞，包括WISE在内的红外探测望远镜能读到包括红外超在内的这些蛛丝马迹，可是WISE在2009年到2011年曾经持续观察过这颗行星区域，并没有发现任何行星碰撞的迹象。

彗星尘埃

也许这是由一个或者几个经过塔比星的彗星引起的，巨型彗星的大量气体及尘埃在经过塔比星时大大地遮掩了塔比星的光芒，并且由于彗星的椭圆轨道及巨大慧尾，这一遮挡也可以解释不对称光变下降坑，尽管需要用慧尾在前的非寻常方式来解释这个不对称。这颗彗星也可能在塔比星的重力下解体而产生很多奇异的光变曲线突降。但是，没有红外超现象令人费解，也许这是由于另一颗伴星将物质从奥尔特云中拖离。虽然塔比星也正好有一颗伴星，它好像有点太远了。总归彗星尘埃解释没有太离谱，而Tabetha Boyajian本人认为这是最佳解释。

塔比星及伴星的H-band图像

外星建筑

好了，引爆这一轮大热点的正是这一假想。虽然彗星尘埃论是目前为止的最好解释，但是它并没有能够解释所有问题，而当Tabetha Boyajian和宾州州立大学的Jason Wright讨论这一奇怪恒星的时候，Jason Wright正好在做一篇关于外星巨型建筑的论文。Jason Wright提出这些奇怪的光变凹坑有可能是由外星智慧巨型建筑而引起的，而更确切的说是戴森球Dyson sphere，由美国物理学家Freeman Dyson 1959年提出来的假想，即任何技术文明对能量的需求都是稳定增长的，如果该文明能够延续足够长的时间，就必然有一天对能量的需求会膨胀到要利用其母恒星“全部”的能量输出。他认为此时就有必要建立能够拦截和收集母恒星发出的所有能量的轨道结构，最终搭建成球形遮挡母恒星所有的光芒能量。

耶鲁大学的Tabetha Boyajian 以及宾州州立大学的Jason Wright

Jason Wright 在文章中表明：

Aliens should always be the very last hypothesis you consider, but this looked like something you would expect an alien civilization to build.

如果真的是外星人在造戴森球，这是可以解释塔比星一些奇怪的现象，但是并不能这样就说这个假想能成立。就像Jason Wright自己说的，外星人假想是我们最后考虑的假想，在这之前还有太多可能性。

Jason Wright在引爆媒体关注后也曾提议使用NRAO (National Radio Astronomy Observatory) 在弗吉尼亚的绿岸望远镜来听听塔比星的电磁波看有没有带有什么智能信号。绿岸望远镜是世界上最大的可移动射电望远镜，大约43层楼高，重7700吨，碟形天线活动表面长110米、宽100米，由2000多块小型反射板组成。而SETI协会响应了这一号召，调整了原来的观测安排，将他们的艾伦望远镜阵Allen Telescope Array (ATA) 转向到塔比星的区域，证实他们10月16号开始接受塔比星的电磁信号。

而根据未经证实的消息，SETI协会的Gerald Harp博士声称发现“奇怪的有周期性的电磁信号”，“虽然可能是自然产生，但很有去仔细分析的价值”，并将很快在SETI网站上发表分析结果。

…shows that it is a “weird periodic signal”, “which although potentially natural origin but there is clearly value to examine it more closely.” Currently it is working on SETI Institute in a scientific journal article to the collected signals and hope to publish these soon. The website of the Institute “SETI.org” will “soon” publish information about the captured signal…

而另外，Jim Galasyn 于10月23日在博客Desdemona Despair张贴论文，声称自己解开了塔比星的谜团。Jim Galasyn声称受到2013年一篇研究论文启发，用来解释塔比星非常合适。这篇Jason W. Barnes等人的论文论述了一些恒星可能会由于其不规则结构以及扁盘外形，会有亮度不均匀现象。

When a star is oblate, it has a larger radius at its equator than it does at its poles. As a result, the poles have a higher surface gravity, and thus higher temperature and brightness. Thus, the poles are "gravity brightened", and the equator "gravity darkened."

The star becomes oblate (and hence gravity darkening occurs) because the centrifugal force resulting from rotation creates additional outward pressure on the star.

Jim Galasyn用不均匀亮度恒星对塔比星的解释

而这种亮度不均匀的恒星正好可以解释这些开普勒看到的光变不规则凹坑。正是因为亮度不均匀，当行星凌星的时候，由于从恒星前的不同区域划过会产生不同性质不对称的光变曲线。据知，这种亮度不均匀恒星到目前为止还没有在观测中被证实。

公元2009年3月7日，人类发射了开普勒太空望远镜进入尾随地球的太阳轨道，开普勒太空望远镜能同时观测15万颗恒星，并通过对凌星现象的分析来获得此恒星系内行星的信息；

公元2011年12月20日，开普勒太空望远镜发现第一颗类地行星Kepler-20e和Kepler-20f，它们围绕着类太阳恒星Kepler-20；

公元2015年7月23日，开普勒太空望远镜发现“地球表兄弟”Kepler452b，其距地球1400光年，大小是地球的1.6倍，围绕恒星Kepler452公转，适合液态水存在。

公元2015年9月11日，Tabetha Boyajian等人通过人工查找开普勒望远镜数据研究了KIC 8462852的奇怪的信号。

公元2015年10月15日，Jason T. Wright等人在arXiv上贴出论文，提出外星巨型建筑的观点，引起世人关注。

公元2015年10月16日，以寻找地外生物为使命的SETI Institute开始使用将艾伦望远镜阵列Allen Telescope Array ATA对准KIC 8462852来搜索有没有带有任何信息的无线电波。

公元2015年10月21日， SETI Institute的Gerald Harp声称ATA发现“奇怪的有周期性的电磁信号”，“虽然可能是自然产生，但很有去仔细分析的价值”，并将很快在SETI网站上发表分析结果

人类探索宇宙是个奇妙的过程，有着很多奇思妙想和有趣的故事。也许多少年以后这颗星星会是另一个有趣的故事，就好像我们在六十年代发现脉冲星Pulsar的时候，一度被它的规律性脉冲信号惊呆，而以为是外星人“小绿人”发来的信号。

银河历34820年的一天，

“将军，一切准备就绪！”，

“发射！”

“10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 发射！”

一张巨大的光掩屏在塔比星的轨道缓缓打开。

“星掩1号打开20%！”

“星掩1号打开60%！”

“星掩1号打开完成！”

“关闭！”“关闭！第一次星掩实验完成！”

在离塔比星60光年外的Kepler238恒星的Kepler238c行星上，一群生物正带着复杂表情看着缓缓收拢的光掩屏网。第一次实验已经成功，这么大的光掩屏网足以遮挡衰减20%以上的塔比星光线，这足以引起任何银河系的生物注意了，任何有智慧的生物都会思考这个异常现象背后的玄妙。如果这还不足以引起他们足够的兴趣，也没关系。有了20%光信号的调制能力，我们Kepler238c行星人能调制进足够丰富的信息，来引诱他们上钩。当他们扑向塔比星时，却不知道我们在Kepler238行星的阴影里观察研究他们，如果足够适合，我们就能够俘虏和抢占他们的星球…

而1480光年外的地球，在地球历公元2015年9月11日注意到了这个信号…

主要图片及信息来源于Tabetha Boyajian及Jason Wright在arXiv论文、Jason Wright博客、Jim Galasyn博客。相关原文及阅读：

http://www.desdemonadespair.net/2015/10/did-kepler-space-telescope-discover.html

http://sites.psu.edu/astrowright/

http://arxiv.org/abs/1510.04606

http://arxiv.org/pdf/1509.03622v1.pdf

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/774/1/53;jsessionid=7CF9D93FDAF6DF92CC52DD1D1AF42EC9.c1.iopscience.cld.iop.org

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附评论视频

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