天文學家不知道如何解釋這顆極其奇異的恆星

開普勒太空望遠鏡觀測到的異常光線驟降現象,至今仍讓各種解釋嘗試受挫

美國宇航局開普勒太空望遠鏡的藝術家概念圖。

在這個銀河系中孤立的角落裡,我們地球上人類的生活在銀河尺度上可能顯得渺小而狹隘。但是宇宙——浩瀚、深邃且可能無限——總是會帶來意想不到的事物。

在現已退役的系外行星搜尋天文臺開普勒太空望遠鏡的大量資訊中,天文學家發現了一顆奇特的恆星,其特徵顛覆了他們許多先入為主的觀念。在盯著關於它的資料超過一年後,發現這個奇怪天體(名為 HD 139139)的團隊仍然不知道該如何解釋它。

德克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家、一篇關於這顆恆星的新論文的合著者安德魯·範德堡說:“我們在開普勒望遠鏡中從未見過這樣的情況,而開普勒已經觀察了 50 萬顆恆星。” 這篇論文已釋出在預印本伺服器 ArXiv 上。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


太空開普勒望遠鏡於 2018 年 10 月結束了任務,它檢查來自恆星的光,以尋找其亮度週期性下降的現象——這通常被認為是行星在其前方經過的跡象。天文學家使用演算法分析天文臺的資料,這些演算法搜尋這些重複發生的星光蝕變。

但是,其中一些模式過於複雜,計算機無法梳理出來;志願者公民科學家也會梳理開普勒目錄,利用人腦的力量來揭示令人驚訝的訊號。在 2018 年春天,一些非專業天文學家聯絡了範德堡,並告訴他檢視 HD 139139,一顆距離我們約 350 光年的類太陽恆星。

他回憶說:“當我收到那封電子郵件時,我仔細查看了一下,然後說,‘好吧,這看起來絕對像一個多行星系統。但我找不到任何[行星]看起來是排列整齊的’。”

這顆恆星的光線有 28 次明顯的下降,每次持續時間在 45 分鐘到 7.5 小時之間——而且似乎沒有一次是重複的。這些模式看起來更像是噪音而不是訊號,起初該團隊認為這可能是某種儀器故障。然而,經過仔細的重新分析,資料似乎確實是真實的。

第一個天文解釋是 HD 139139 周圍環繞著一大堆行星,至少 14 顆,甚至可能多達 28 顆——這是一個驚人的數字,遠遠超過任何已知的系統。根據它們幾乎相同的光變曲線,這些世界的大小几乎相同:略大於地球。

問題是,光線驟降的持續時間極短,這表明任何假定的系外行星都會快速從恆星前方經過,表明它們處於近距離軌道。在開普勒望遠鏡盯著這顆恆星的 80 天裡,它們都沒有重複出現,這令人難以置信。

另一種可能性是,第二個天體——一顆大型行星或看不見的恆星——在引力上牽引著遮蔽物,導致它們有時加速或延遲其蝕變,從而產生看起來像隨機模式的東西。但是這樣的天體也會拉動中心恆星。在使用地面望遠鏡觀察 HD 139139 後,該團隊沒有發現它被以這種方式牽引的跡象。

研究人員研究了一種想法,即一顆行星可能正在恆星前方解體,產生塵埃雲,有時會造成光線驟降,有時則不會。在少數幾個系統中已經觀察到這種情況,但在所有這些例子中,天文學家仍然能夠識別出蒸發行星的軌道週期。

最後,該團隊想知道是否有可能存在短暫的星斑(類似於太陽黑子的較冷區域),它們突然出現在 HD 139139 的表面上又消失了——這種情況以前沒有人真正見過。範德堡說,之所以考慮這個想法,主要是因為他和他的同事感到不安,如果寫一篇論文卻沒有包含某種自然解釋。

他說,論文中遺漏了一種可能性,儘管這是一種非常規的可能性:外星巨型工程專案阻擋了恆星的光線。類似的猜測在 2015 年出現,當時公民科學家發現了一顆具有奇怪模式的開普勒恆星,並通知了路易斯安那州立大學巴吞魯日分校的天文學家塔貝莎·博亞吉安。在那種情況下,光線驟降看起來非常有趣,以至於賓夕法尼亞州立大學的天體物理學家傑森·賴特組織了一項活動,以監聽這個最終被暱稱為塔比星的天體,尋找洩漏的無線電傳輸。這項行動最終沒有任何異常發現。

範德堡說:“當社群裡的人們聽到類似這樣的事情時,通常的玩笑是這可能是外星人。” 他補充說,這種可能性也曾掠過他的腦海,因為看似隨機的光線驟降讓他想起了電影《超時空接觸》中的場景,在那個場景中,朱迪·福斯特飾演的角色開始聽到來自外太空的嗶嗶聲,這些聲音描繪出一個質數序列。

賴特說,這顆新發現的恆星肯定會被新增到那些被調查是否存在技術活動跡象的恆星列表中。但他認為,天文學家最終更有可能找到一種不涉及智慧外星生物的解釋。博亞吉安表示同意。“我認為在我們去那裡之前,我們必須考慮所有選項,”她說。“這是那種沒有更多資料就可能無法弄清楚的系統之一。”

然而,很少有其他天文臺可以匹敵開普勒的極端精度。大多數地面望遠鏡不夠靈敏,無法看到所涉及的光線驟降,而且研究人員很難在強大的軌道儀器(如哈勃太空望遠鏡)上預留他們所需的相對較長的時間段。美國宇航局最近發射的凌日系外行星巡天衛星 (TESS) 未計劃在其主要任務期間觀測 HD 139139,但如果衛星獲得延期任務,也許可以觀測。

範德堡說,他和他的同事希望天文學界有人會想到他們沒有想到的東西。與此同時,這種情況仍然是宇宙永無止境的多樣性的又一個例子。

博亞吉安說:“這讓我們認清了自己的位置。” “這讓我們變得謙卑,並提醒我們,我們真的並非無所不知。”

© .