在开普勒望远镜记录的近100万颗恒星中,很少有恒星能像KIC 8462852那样引起如此多的关注。新的研究表明,它偶尔的变暗并不是由成群的彗星或外星人的巨型结构引起的,而是由一颗(母星)遭遇毁灭后被遗弃的系外卫星所导致。博亚吉安的恒星,也被称为虎斑星,是在大约130年前被发现的,但它不寻常的变暗表现是在2015年由路易斯安那州立大学的天体物理学家博亚吉安(Tabetha Boyajian)首次发现的。
艺术家对博亚吉安的恒星周围一圈灰尘的描绘。
这颗恒星距离地球约1500光年,除了间歇性的亮度减弱外,其他方面都很正常。据观测,这颗恒星的亮度下降了22%,这种亮度变化可以持续几天或几周。LSU(路易斯安那州立大学)天文学家布拉德利(Bradley Schaefer)收集的档案数据显示,博亚吉安的恒星正逐渐变暗,在1890年至1989年间亮度下降了14%。
这些观测结果引发了一系列可能的解释,包括一群彗星、一条不规则的尘埃带、一颗刚刚被摧毁的行星的残余物和一颗扭曲的恒星。这一观察结果实在是太奇怪了,针对该结果宾夕法尼亚州立大学的天文学家杰森·莱特提出,可能存在外星巨型结构。
来自哥伦比亚大学的一组天文学家提出了另一种可能的解释,该理论实际上很疯狂——尽管还不至于疯狂到被外部专家忽略的程度。在这篇发表在《皇家天文学会月刊》上的新论文中,天文学家布莱恩·梅泽尔、米格尔·马丁内斯和尼古拉斯·斯通描述了这样一种情景:一个孤立的行星被它注定要灭亡的母星所抛弃,由于受到母星辐射的冲击,它的融化速度正在减慢。分崩离析的外星系的碎片不断地渗入太空,在博亚吉安的恒星周围形成了一圈尘埃。从地球上看,这个光环导致星光被挡住。
博亚吉安没有参与到这项新研究,而在给冢本直树 (天文在线)的电子邮件中提到:“这篇论文是对这一课题的重要贡献——它详细研究了这样一个混沌系统中涉及的大量动态,其研究结果听起来很有希望。”
来自范德比尔特大学的天文学家凯文(Keivan Stassun)也很喜欢这项新研究,他说对于虎斑星变暗的解释是“合理和有趣的”,尽管带一点推测性。
凯文·斯塔森 (Stassun)没有参与这项新研究,在给冢本直树的一封电子邮件中写道: “一切终将消亡。开普勒太空望远镜的伟大遗产之一是,它显示了一个太阳系统中其他行星、卫星、彗星等等体验死亡的恒星轨道令人惊讶的各种方式 ,这项新研究为天文学家们不断增长的《格林兄弟》故事集增加了新的一章,讲述了太阳系是如何遭遇困境的。”
梅茨格和他的同事在他们的新论文中解释道:悲剧的开始始于一颗系外行星及其相关的系外卫星,两者都是在绕博亚吉安的恒星旋转,并由于被一颗栖息在相同的太阳系中巨大的系外行星的强烈引力干涉所导致的不幸。
随后的引力扰动导致母星进入一个异常偏心的轨道,与母星发生碰撞。与此同时,这种相互作用也导致了“潮汐分离”,正如研究人员在研究中描述的那样,卫星被永久地从它的母星分离出来。
哥伦比亚大学(Columbia University)的研究人员对这一场景进行了计算机模拟,结果表明,在系外行星以这种方式撞向母星的情况下,大多数系外行星都会加入母星的行列,显示出末日般的团结。但模型还显示,大约有10%的孤立卫星会比它们的母星寿命长,它们仍在围绕母星的轨道上运行,但距离近得令人不安。结果,正如研究人员推测的那样,来自博亚吉安恒星的强烈恒星辐射正从孤立的外星系表面剥离物质,从而形成前面提到的尘埃环。根据这项新研究,需要几百万年左右的时间外星系才会完全消失。
梅茨格在电子邮件中告诉冢本直树,就像彗星在我们的太阳系中蒸发一样,系外卫星正在以大小颗粒的形式脱落固体物质。
梅次格说:“小粒子——那些小于一微米大小的粒子——是高度不透明的,但由于它们很轻,所以向外能感受到来自恒星的强大辐射压力。虽然有可能在月球附近形成暂时的“云”,在经过恒星的视线前方时,可能会导致观测到的‘变暗’。“尘云”最终将从恒星系统中被移除,”也就是说,“被辐射压力摧毁,因此不会持续太久而导致长期变暗。”
与此同时,梅茨格说:“较大的粒子不会受到强大的辐射压力,导致这些粒子留在围绕恒星的轨道上。这一点很重要,因为大的粒子会在数百年甚至数千年的时间里缓慢地被拉向恒星,由此产生的“如此大的粒子的积累将形成一个嵌套的环状圆盘——非常类似于土星的光环——它可以在较长时间内缓慢地阻挡恒星的部分光线。这些细节很重要。”但是他的团队研究的“潜在的更有趣的方面”是提出了一种自然机制来解释观测到的倾角——也就是说,一个孤立的外星球有着在围绕恒星的轨道上沉积类似彗星、富含挥发性物质的能力。
事实上,沙佛在电子邮件中告诉冢本直树,这篇论文令人兴奋的地方在于,它提供了“第一个合理的模型”来解释恒星的倾角,而之前试图解释这一异常现象的理论在“天体物理学上是不合理的”。
“举个最突出的例子,‘彗星理论’可能造成了这样的倾斜,但导致这样的倾角是不太可能的。”没有参与这项新研究的沙佛说道。由于该理论需要许多“超级超级大的彗星”才能起作用,更不用提解释为什么一百万颗恒星中只有一颗会突然出现这种倾斜的理论了。
沙佛告诉冢本直树:“现在,我们第一次有了一个模型,它不是简单地断言一些不合理的主张。”新论文”为某一时间倾角大幅下降提供了一个合理的机制,它为在一次奇异事件获得足够的尘埃(每次倾角角度下降)提供了一个合理的机制,这解释了为什么下降在博亚吉安恒星非常罕见,但不至于可能永远不会被开普勒太空望远镜观测到。
“新论文提供了详细和现实的计算,以支持他们的合理性论点。”
先不说这些赞美之词,值得指出的是,这篇论文所做的推测仅仅是推测而已。是的,作者提出的“自然机制”得到了计算机模型和数学的支持,但还需要进一步的证据来加强这一论点,比如对尘埃盘本身的视觉或光谱观察。更多的证据将会以更多的经验观察的形式出现,无论是博亚吉安的恒星还是其他地方。
幸运的是,这种现象虽然罕见,但不会罕见到我们不会在另一颗恒星周围再次看到它。虽然我们还没有确凿的证据证明太阳系外存在外星系,但天文学家有充分的理由相信,我们的星系绝对充满了外星系。但是考虑到博亚吉安的恒星(显然)是凤毛麟角的,我们必须要有足够的耐心。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. George Dvorsky- gizmodo-凡晨星仪
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