在開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡記錄的近100萬(wàn)顆恒星中,很少有恒星能像KIC 8462852那樣引起如此多的關(guān)注。新的研究表明,它偶爾的變暗并不是由成群的彗星或外星人的巨型結(jié)構(gòu)引起的,而是由一顆(母星)遭遇毀滅后被遺棄的系外衛(wèi)星所導(dǎo)致。博亞吉安的恒星,也被稱為虎斑星,是在大約130年前被發(fā)現(xiàn)的,但它不尋常的變暗表現(xiàn)是在2015年由路易斯安那州立大學(xué)的天體物理學(xué)家博亞吉安(Tabetha Boyajian)首次發(fā)現(xiàn)的。
藝術(shù)家對(duì)博亞吉安的恒星周圍一圈灰塵的描繪。
這顆恒星距離地球約1500光年,除了間歇性的亮度減弱外,其他方面都很正常。據(jù)觀測(cè),這顆恒星的亮度下降了22%,這種亮度變化可以持續(xù)幾天或幾周。LSU(路易斯安那州立大學(xué))天文學(xué)家布拉德利(Bradley Schaefer)收集的檔案數(shù)據(jù)顯示,博亞吉安的恒星正逐漸變暗,在1890年至1989年間亮度下降了14%。
這些觀測(cè)結(jié)果引發(fā)了一系列可能的解釋,包括一群彗星、一條不規(guī)則的塵埃帶、一顆剛剛被摧毀的行星的殘余物和一顆扭曲的恒星。這一觀察結(jié)果實(shí)在是太奇怪了,針對(duì)該結(jié)果賓夕法尼亞州立大學(xué)的天文學(xué)家杰森·萊特提出,可能存在外星巨型結(jié)構(gòu)。
來(lái)自哥倫比亞大學(xué)的一組天文學(xué)家提出了另一種可能的解釋,該理論實(shí)際上很瘋狂——盡管還不至于瘋狂到被外部專家忽略的程度。在這篇發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上的新論文中,天文學(xué)家布萊恩·梅澤爾、米格爾·馬丁內(nèi)斯和尼古拉斯·斯通描述了這樣一種情景:一個(gè)孤立的行星被它注定要滅亡的母星所拋棄,由于受到母星輻射的沖擊,它的融化速度正在減慢。分崩離析的外星系的碎片不斷地滲入太空,在博亞吉安的恒星周圍形成了一圈塵埃。從地球上看,這個(gè)光環(huán)導(dǎo)致星光被擋住。
博亞吉安沒(méi)有參與到這項(xiàng)新研究,而在給冢本直樹(shù) (天文在線)的電子郵件中提到:“這篇論文是對(duì)這一課題的重要貢獻(xiàn)——它詳細(xì)研究了這樣一個(gè)混沌系統(tǒng)中涉及的大量動(dòng)態(tài),其研究結(jié)果聽(tīng)起來(lái)很有希望。”
來(lái)自范德比爾特大學(xué)的天文學(xué)家凱文(Keivan Stassun)也很喜歡這項(xiàng)新研究,他說(shuō)對(duì)于虎斑星變暗的解釋是“合理和有趣的”,盡管帶一點(diǎn)推測(cè)性。
凱文·斯塔森 (Stassun)沒(méi)有參與這項(xiàng)新研究,在給冢本直樹(shù)的一封電子郵件中寫(xiě)道: “一切終將消亡。開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡的偉大遺產(chǎn)之一是,它顯示了一個(gè)太陽(yáng)系統(tǒng)中其他行星、衛(wèi)星、彗星等等體驗(yàn)死亡的恒星軌道令人驚訝的各種方式 ,這項(xiàng)新研究為天文學(xué)家們不斷增長(zhǎng)的《格林兄弟》故事集增加了新的一章,講述了太陽(yáng)系是如何遭遇困境的。”
梅茨格和他的同事在他們的新論文中解釋道:悲劇的開(kāi)始始于一顆系外行星及其相關(guān)的系外衛(wèi)星,兩者都是在繞博亞吉安的恒星旋轉(zhuǎn),并由于被一顆棲息在相同的太陽(yáng)系中巨大的系外行星的強(qiáng)烈引力干涉所導(dǎo)致的不幸。
隨后的引力擾動(dòng)導(dǎo)致母星進(jìn)入一個(gè)異常偏心的軌道,與母星發(fā)生碰撞。與此同時(shí),這種相互作用也導(dǎo)致了“潮汐分離”,正如研究人員在研究中描述的那樣,衛(wèi)星被永久地從它的母星分離出來(lái)。
哥倫比亞大學(xué)(Columbia University)的研究人員對(duì)這一場(chǎng)景進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,結(jié)果表明,在系外行星以這種方式撞向母星的情況下,大多數(shù)系外行星都會(huì)加入母星的行列,顯示出末日般的團(tuán)結(jié)。但模型還顯示,大約有10%的孤立衛(wèi)星會(huì)比它們的母星壽命長(zhǎng),它們?nèi)栽趪@母星的軌道上運(yùn)行,但距離近得令人不安。結(jié)果,正如研究人員推測(cè)的那樣,來(lái)自博亞吉安恒星的強(qiáng)烈恒星輻射正從孤立的外星系表面剝離物質(zhì),從而形成前面提到的塵埃環(huán)。根據(jù)這項(xiàng)新研究,需要幾百萬(wàn)年左右的時(shí)間外星系才會(huì)完全消失。
梅茨格在電子郵件中告訴冢本直樹(shù),就像彗星在我們的太陽(yáng)系中蒸發(fā)一樣,系外衛(wèi)星正在以大小顆粒的形式脫落固體物質(zhì)。
梅次格說(shuō):“小粒子——那些小于一微米大小的粒子——是高度不透明的,但由于它們很輕,所以向外能感受到來(lái)自恒星的強(qiáng)大輻射壓力。雖然有可能在月球附近形成暫時(shí)的“云”,在經(jīng)過(guò)恒星的視線前方時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)到的‘變暗’。“塵云”最終將從恒星系統(tǒng)中被移除,”也就是說(shuō),“被輻射壓力摧毀,因此不會(huì)持續(xù)太久而導(dǎo)致長(zhǎng)期變暗。”
與此同時(shí),梅茨格說(shuō):“較大的粒子不會(huì)受到強(qiáng)大的輻射壓力,導(dǎo)致這些粒子留在圍繞恒星的軌道上。這一點(diǎn)很重要,因?yàn)榇蟮牧W訒?huì)在數(shù)百年甚至數(shù)千年的時(shí)間里緩慢地被拉向恒星,由此產(chǎn)生的“如此大的粒子的積累將形成一個(gè)嵌套的環(huán)狀圓盤(pán)——非常類似于土星的光環(huán)——它可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢地阻擋恒星的部分光線。這些細(xì)節(jié)很重要。”但是他的團(tuán)隊(duì)研究的“潛在的更有趣的方面”是提出了一種自然機(jī)制來(lái)解釋觀測(cè)到的傾角——也就是說(shuō),一個(gè)孤立的外星球有著在圍繞恒星的軌道上沉積類似彗星、富含揮發(fā)性物質(zhì)的能力。
事實(shí)上,沙佛在電子郵件中告訴冢本直樹(shù),這篇論文令人興奮的地方在于,它提供了“第一個(gè)合理的模型”來(lái)解釋恒星的傾角,而之前試圖解釋這一異常現(xiàn)象的理論在“天體物理學(xué)上是不合理的”。
“舉個(gè)最突出的例子,‘彗星理論’可能造成了這樣的傾斜,但導(dǎo)致這樣的傾角是不太可能的。”沒(méi)有參與這項(xiàng)新研究的沙佛說(shuō)道。由于該理論需要許多“超級(jí)超級(jí)大的彗星”才能起作用,更不用提解釋為什么一百萬(wàn)顆恒星中只有一顆會(huì)突然出現(xiàn)這種傾斜的理論了。
沙佛告訴冢本直樹(shù):“現(xiàn)在,我們第一次有了一個(gè)模型,它不是簡(jiǎn)單地?cái)嘌砸恍┎缓侠淼闹鲝垺!毙抡撐摹睘槟骋粫r(shí)間傾角大幅下降提供了一個(gè)合理的機(jī)制,它為在一次奇異事件獲得足夠的塵埃(每次傾角角度下降)提供了一個(gè)合理的機(jī)制,這解釋了為什么下降在博亞吉安恒星非常罕見(jiàn),但不至于可能永遠(yuǎn)不會(huì)被開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。
“新論文提供了詳細(xì)和現(xiàn)實(shí)的計(jì)算,以支持他們的合理性論點(diǎn)。”
先不說(shuō)這些贊美之詞,值得指出的是,這篇論文所做的推測(cè)僅僅是推測(cè)而已。是的,作者提出的“自然機(jī)制”得到了計(jì)算機(jī)模型和數(shù)學(xué)的支持,但還需要進(jìn)一步的證據(jù)來(lái)加強(qiáng)這一論點(diǎn),比如對(duì)塵埃盤(pán)本身的視覺(jué)或光譜觀察。更多的證據(jù)將會(huì)以更多的經(jīng)驗(yàn)觀察的形式出現(xiàn),無(wú)論是博亞吉安的恒星還是其他地方。
幸運(yùn)的是,這種現(xiàn)象雖然罕見(jiàn),但不會(huì)罕見(jiàn)到我們不會(huì)在另一顆恒星周圍再次看到它。雖然我們還沒(méi)有確鑿的證據(jù)證明太陽(yáng)系外存在外星系,但天文學(xué)家有充分的理由相信,我們的星系絕對(duì)充滿了外星系。但是考慮到博亞吉安的恒星(顯然)是鳳毛麟角的,我們必須要有足夠的耐心。
參考資料
1.WJ百科全書(shū)
2.天文學(xué)名詞
3. George Dvorsky- gizmodo-凡晨星儀
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