一颗最奇怪的星

□ 斗转星移

一颗最奇怪的星

□ 斗转星移

去年，天文学家在银河系中发现了一颗恒星，它奇怪的行为让对待外星人一向谨慎的天文学家们也不得不怀疑在它周围的行星上有可能生活着高度发达的外星人，他们建造了巨型建筑获取恒星的能量。人们对它的兴趣与日俱增，截止至2016年10月28日，已有国外多家媒体报道，美国加利福尼亚大学伯克利分校的突破监听计划也将使用绿堤射电望远镜探测这颗星周围的高级智慧生命发出的信号。

这颗星的正式名称为KIC 8462852，也被称为塔比（Tabby）星，取自于发表发现这颗星的论文的第一作者、天文学家塔比萨 （Tabetha Boyajian）的名字。她在2016年2月在TED（全球最大、最具影响力的演讲平台之一）报告中讲述了这颗星的故事。

图1 塔比萨在TED做报告，题目为：宇宙中最奇怪的星

开普勒空间望远镜

故事开始于2009年，在那一年，美国宇航局发射了开普勒空间望远镜，主要科学目标是寻找太阳系外的行星，也就是系外行星。寻找的方法是观察天空中的一小块区域。

图2 开普勒空间望远镜观测区域为图中小方格部分，位于天鹅座、天琴座和天龙座交界处。

图3 开普勒空间望远镜观测区域详图

开普勒空间望远镜连续观测四年，监测了150000多颗恒星，每30分钟记录一次，去寻找凌星现象。凌星现象就是当行星从它所围绕的恒星面前通过时，行星会挡住一小部分恒星的光，使恒星的光变曲线下降一下。

图4 凌星现象示意图。上：行星刚从恒星前面经过。下左：近距离观看行星与恒星。下右：恒星光变曲线。纵坐标为恒星亮度，横坐标为时间。光变曲线陡然的下降，是由于行星遮住了恒星的部分光。

行星猎人

美国宇航局的研究小组研发了非常复杂的计算机软件来查找开普勒数据中的凌星现象。他们发布第一批数据时，耶鲁大学的天文学家们产生了疑虑：如果计算机遗漏了某些数据怎么办？于是他们推出了行星猎人（PLANETS HUNTERS）公众科学项目，号召公众来查看相同的数据。人类大脑对图形的识别有惊人的能力，有时甚至超过电脑。但不少人不太相信。黛布拉·费希尔（ Debra Fische）是行星猎人项目的创始人，当时就有人对她说：“你疯了。计算机不可能漏掉任何信号。”

图5 行星猎人网站：https://www.planethunters. org/，邀请公众一起发现系外行星。

图6 恒星的光变曲线。

图7 木星（上左）和地球（上右）遮挡太阳时，太阳的光变曲线变化。

于是，人机对决开始了。今天，在超过300000个科学爱好者的帮助下，已经发现了几十颗系外行星，而且还发现了我们银河系中最神秘的恒星：KIC 8462852。

先来看看开普勒数据中一个标准的凌星是怎样的。这个图表（图6）的左边是恒星亮度，底部是时间。中间的白线就是恒星亮度随时间变化的曲线，称为光变曲线。

当一颗行星从它的恒星面前经过时，会挡住恒星的一部分光，恒星星光变暗的程度能反映出这颗行星本身的大小。比如，以木星为例。没有哪个行星能比木星再大很多了。木星会使太阳的亮度降低百分之一。地球的大小是木星的十一分之一，它在开普勒的数据中几乎是觉察不到的。

奇怪的星

现在来看这颗奇怪的星。

几年前，行星猎人筛选数据寻找凌星时，发现了来自KIC 8462852恒星的神秘信号。信号首先出现在开普勒空间望远镜2009年5月的观测结果中（见图8）。

一般凌星通常只持续几个小时，但这个持续了几乎一周，意味着这颗行星很庞大。这个凌星看起来也不对称，它不是我们看到的木星所造成的那种干净、整齐的U型，而是有奇怪的斜坡（图8中左侧），表明遮挡星光的物体不是像行星那样的圆形。

后来又发现了几次这样的遮挡，再后来的几年中，一直很安静。但到了2011年3月，我们看到了恒星的亮度降低了15%，相比于只会使恒星亮度下降百分之一的木星，这是颗巨大的行星。这次下降，既光滑又干净。它也是不对称的，逐渐变暗，持续近一个星期，然后在短短几天就恢复正常。

之后又一直平静。但到了2013年2月，KIC 8462852开始变得疯狂起来。

KIC 8462852光变曲线中出现复杂的下降，持续有一百天，一直到开普勒任务结束。

这些下降的形状各异，有的尖锐，有的宽阔，变化时间也不同，有的一两天，有的一周多。好像是几个独立事件在顶部叠加在一起，这颗恒星的亮度下降超过20%。这意味着，遮挡它的面积超过1000倍地球的面积。

KIC 8462852确实十分奇怪。公众们通知了科学家团队。科学家团队给出的回答是，“有可能数据出了问题。”

寻找答案

塔比萨他们十分认真地检查了数据，确信数据是没有问题的。这意味着在宇宙空间中一定有什么物体遮挡了星光。他们开始去了解有关这颗恒星的一切，希望能找到什么线索，可以解释那里到底发生了什么。帮助发现这颗星的公众科学家们也加入了，去查看第一手科学资料。

图8 2009年5月观测到的KIC 8462852光变曲线变化。

图9 2011年3月观测到的KIC 8462852光变曲线变化。

图10 2013年2月观测到的KIC 8462852光变曲线变化。

图11 刚刚诞生的恒星示意图。恒星周围有物质颗粒圆盘。

有人说，或许这颗恒星很年轻，在它周围仍然有尘埃云。

又有人说，或许恒星周围已经形成了行星，其中两颗撞在一起，类似于我们月球形成事件。

这两个理论可以解释部分数据，但困难是这颗恒星没有显示出年轻的迹象，也没有任何物质被星光加热。如果恒星年轻，或者有碰撞发生，就会有很多物质尘埃。

图12 两颗行星发生碰撞，示意图。

图13 恒星KIC 8462852论文标题及作者。

又有人说，会不会是一个巨大的彗星群，沿着椭圆轨道经过这颗恒星前面呢？

这与我们观察的现象一致，但也有些牵强。这需要有数以百计的彗星，而且这些彗星刚好在我们和这颗恒星之间通过，但这不失为所有解释中最好的。

塔比萨等人撰写论文发表了他们的新发现。科学家发表论文一般是为了发布新的研究成果，但他们这次却是个例外。他们的标题是提问式的：星光哪儿去了（Where's the flux）？

存在外星人？

在写论文时，塔比萨见到同事杰森·赖特（Jason Wright），他也在利用开普勒数据写论文。他说，开普勒空间望远镜非常精确，能够探测到其他恒星周围的外星人建造的巨型建筑。但是他并没有这样的发现。看到由公众科学家发现的奇怪星后，他说：“糟糕，我得重新写论文了”。

图14 一群彗星通过恒星表面，想象图。

好像用自然现象来解释KIC 8462852的行为都有点牵强，塔贝萨他们写了一个观星方案，建议用位于西弗吉尼亚州绿岸的美国射电天文台的射电望远镜观测这颗星，看看是否有外星人发出的信息。

图15 人们想象出的各种戴森球。

如果有外星人存在，那么怎样解释KIC 8462852的光变曲线？

想象一个比我们先进的文明，他们也有一颗恒星，像我们有太阳一样。他们已经耗尽了自己行星所能提供的能源，于是他们从恒星那里捕获更多的能量，从而解决能源需求。他们会建造巨大的建筑，像是巨大的太阳能电池板，被称为戴森球（Dyson sphere）。

真的很难想象戴森球会有多么巨大。地球和月球的距离是38万千米，戴森球上最简单结构是这个距离的100倍！

这些巨型结构在恒星周围运动，恒星的亮度就会发生不均匀的、不自然的降低。任何消耗大量能量的物体都会产生热量，但他们没有观测到。也许因为热量从没有朝向地球的方向辐射出去了。

还有一种解释，很多人会更喜欢，就是我们刚刚目睹了星球大战，一场毁灭一颗行星的宇宙战争。这样会产生很多灰尘，而我们没法观察到。

塔比萨在TED报告的最后说：“我们发现这颗恒星所表现的奇怪现象，也许是无法解释的自然现象，也许是我们不理解的外星人技术。但无论如何，我们发现了一些新的东西，一些有趣的现象。我们需要继续观察这颗恒星，更多地了解它。还要观察星空中成千上万颗恒星，如果再发现一颗这样的恒星，将意味着什么？如果没再发现这样的恒星，又将意味着什么？”

图16 艺术家想象的正在毁灭一颗行星的星球大战。

SETI搜寻

SETI（地外文明探索）研究所网站上也发表了文章：奇怪的恒星KIC 8462852（The Mysterious Star KIC 8462852），网址为：

http∶//www.seti.org/seti-institute/ mysterious-star-kic-8462852。

文章内容为：

SETI研究所假设KIC 8462852恒星系统具有存在高级智慧生命的可能性。这颗星比太阳亮一点，距离我们大约1400光年，已经被开普勒空间望远镜监测到用一般科学原理无法解释的反常行为，它有时亮度会降低20%，表明有某种物体从它前面通过，遮住了它的部分星光。根据多方分析，这些物体不是简单的行星。一种普遍被接受的看法是一群彗星被恒星吸引而近距离绕恒星运行。但是，也有另外一种看法，也许是恒星附近的智慧生命建造的戴森球遮蔽了恒星的光亮。

为了检验这些观点，我们用艾伦望远镜阵列来搜索KIC 8462852的非自然界产生的无线电信号。努力寻找窄带信号，与传统的SETI实验一样，也包括更宽的辐射，那些也许是由拥有强大动力的宇宙飞船发出的。

也许外星人的信号不属于射电波段，于是我们的艾伦望远镜阵列增加了搜寻简单而高能量的激光脉冲。位于巴拿马、属于全球光学监测SETI网的博克特光学SETI天文台也进行了观测。观测数据正在分析中。一旦有结论，我们将在网站上以及专业的杂志上发布。

根据历史经验，KIC 8462852的变暗很可能是自然现象，但是为了找到地球之外智慧生命，对于任何有存在外星人可能的线索我们都会进行观测，这也是SETI研究所的日常工作。

（责任编辑 张长喜）