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1480光年外的塔比星,疑似有外星文明,可能領先人類文明數十萬年!

KIC 8462852你知道是什麼意思嗎?如果去搜索一下,就會蹦出一顆被天文愛好者們稱為「有趣」和「奇特」的恒星。KIC 8462852便是這顆恒星的編號,科學家將其命名為博亞吉安之星,俗稱塔比星。這是一顆位于銀河系內天鵝座上,距離地球大約有1480光年的恒星。近年來,科學家通過開普勒太空望遠鏡一直觀察著這顆恒星。他們發現塔比星的亮度呈周期性不規則變化,變暗幅度高達15%至22%。

有科學家指出,塔比星和我們太陽的年齡相差不大,也是一顆成年的F型恒星,是太陽直徑的1.5倍。按照恒星的正常演變,塔比星是不可能持續地降低自身的亮度的。于是很多的天文愛好者認為,塔比星不規則的變暗現象,可能與戴森球有關。因此很多天文愛好者一度猜測,塔比星系是最可能出現第二文明的地方。那麼塔比星變暗的真相真的是和戴森球有關嗎?又是誰建造了戴森球呢?宇宙的第二文明真的存在嗎?這一切還得從開普勒望遠鏡說起。

 

時間來到2009年3月6日,美國宇航局在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地,將人類首顆探測類地行星的探測器開普勒太空望遠鏡送入指定軌道。開普勒并不是環繞地球旋轉的太空望遠鏡,而是像一個跟屁蟲一樣,尾隨地球圍繞太陽公轉。這樣做的目的是不被地球遮擋,能夠持續地觀測,光度計也不會受到來自地球的漫射光線影響。

開普勒采取的探測方式是行星從其母恒星前面經過的「凌日」現象。什麼意思呢?就是一顆行星會在其恒星前方經過,遮擋恒星光線使其變暗。如同我們在地球上觀測金星或水星凌日一樣,當太陽系的某個行星凌日,我們就能夠看到太陽表面上仿佛有個小黑點在緩緩移動。同樣,開普勒在觀測其他恒星系統時也會看到凌日現象,并通過相關觀測數據來計算行星的特點。

這顆以探測類地行星為目的的太空望遠鏡,果然沒有讓科學家們失望。時間來到2009年5月13日,也就是開普勒發射升空的2個月后,在距離地球1400光年的天鵝座,發現了一顆與地球相似指數達到98%的類地巖石行星,科學家將其命名為開普勒-452B。直徑是地球的1.6倍,繞著一顆與太陽非常相似的恒星開普勒452運行。開普勒-452B到恒星的距離,跟地球到太陽的距離相同。開普勒-452B大約每385天發生一次的凌星事件,也就是說開普勒452B圍繞母恒星公轉一周的時間需要385天。這和地球圍繞太陽公轉一周的時間只相差了20天左右。

科學家推斷,開普勒-542B可能擁有大氣層和流動水,它也一度被稱為地球2.0版本,或者「地球的表哥」。這也是開普勒太空望遠鏡在服役期間發現的2662顆,太陽系外行星中,最接近地球的一顆。這一發現直到2015年7月23日,NASA才對外宣布。消息一經公布,就引起了眾多天文愛好者的興趣,大家都紛紛猜測開普勒452B會不會存在外星生命。甚至網友聲稱,地球已經沒有新鮮感了,早就想去開普勒456B去打打野。就在大家還沒有從發現開普勒452B的重磅消息中,沉靜下來的時候,開普勒太空望遠鏡又在天鵝座有了更詭異的發現。

詭異光變 點擊觀看完整視訊

我們知道開普勒望遠鏡,尋找太陽系外的行星,采用的是一種行星「凌星」的探測法。所謂行星凌星法,就是通過觀測行星從母恒星前方經過時,會遮擋部分母恒星光線使其變暗的程度,來計算行星軌道及質量參數。當凌星現象發生時,恒星的光芒因被遮擋而減弱。天文學家通過測量恒星的光變曲線的形狀,可以確定系外行星的軌道傾角,行星的軌道周期、到主星的距離、半徑等信息。

一般來說,正常的行星凌日造成的母恒星亮度的減弱,會在幾個小時后就會恢復正常,通常的凌星事件,造成的母恒星光變曲線的外形十分光滑、圓潤,并且中心對稱。諸如發生在太陽系中的水星凌日或金星凌日,行星對母恒星造成的光亮減弱影響是非常有限的,幾乎是肉眼不可見的。相對地球大小的行星來說,由遮擋造成的太陽光變得減弱的數值也才0.01%。

這樣說你可能沒有什麼概念,一個太陽的體積等于130萬個地球,在太陽系中體積最大的行星,非木星莫屬,是太陽系內其它七大行星質量總和的2.5倍。和太陽相比,也需要987個木星,才能裝滿一個太陽。而木星凌日時,對太陽的遮擋所造成的光變減弱也才1%。雖然木星凌星的光變曲線比地球凌日大很多,但是依然是肉眼不可分辨的。

科學家為了更好地將開普勒太空望遠鏡,從觀測到的海量復雜數據中,自動識別可能存在的太陽系外的行星凌星事件,專門設計了自動化識別行星凌星的程序,但是科學家們還是有些不放心,于是有專門開發了一個叫做行星獵手的網站,將開普勒觀測的海量數據,全部都原樣的發布到行星獵手的網站。同時這個網站是對外開放的,廣大的天文愛好者可以自行登錄查看。用肉眼識別被程序漏掉的信息。

你還別說,真應了那句群眾的眼睛是雪亮的,在很多天文愛好者的參與下,把人眼+人腦的識別特定模式發揮到了極致。很快就有人發現了一顆光變曲線非常詭異的恒星,這個恒星也就是我們開頭說的KIC 8462852。它和類地行星開普勒452B的母恒星開普勒452,相距282光年。為什麼開普勒沒有發現塔比星異常的光變呢?因為塔比星的光變是不規則的,兩側也不對稱,不符合傳統意義上的行星凌星造成的光變曲線信號,所以開普勒望遠鏡的自動化分析軟件把它漏掉了。天文愛好者們也給塔比星的異常光變,打上的標簽是「奇特」、「有趣」、「巨大的凌星」等字眼

這也引起了美國耶魯大學博士后塔貝薩·博雅吉安的注意,于是她率領團隊進行了深入分析。首先塔貝薩發現,塔比星的光變曲線里面,存在兩次大的下降,一次是在2009年5月被觀測到的,本次和一般的行星凌星現象,只持續幾個小時不同,塔比星的光變持續了10天,變暗了15%。光變曲線的輪廓,非常的陡峭,但是兩側不對等。

第二次光變發生在2011年3月份,光變曲線又下降了10%。在第二次下降前后還伴有很多次幅度比較小的下降。塔貝薩團隊繼續研究數據發現,2013年2月發生的光變,更加的詭異,光變曲線上出現了一大群復雜的負峰,短的持續時間為2天,長的持續時間在一個星期左右。這次的光變斷斷續續地持續了100天,亮度的最大幅度下降超過了22%。

時間來到2015年9月11日,塔貝薩發表一篇題為KIC 8462852光去了哪里的論文,他在論文中指出,塔比星不規則的光變曲線,和亮度大幅度的下降,說明不是行星凌星遮擋母恒星的結果。論文中塔貝薩認為,目前還沒有哪種理論可以解釋塔比星詭異的光變曲線,稍微符合一點的是彗星。她給出了兩個理由。其一塔比星第一次和第二次變暗很相似,都是光變曲線前后不對等,這和彗星尾部特點很符合,但正常的彗尾造成的曲線是先迅速下降,再緩慢上升,這一次卻正好與觀測相反。它解釋說彗星的尾巴是朝前的。

第三次變暗里,亮度有一次比較大的下降和許多比較小的下降,看上去像是一顆高偏心率軌道上的彗星,在經過主星附近時,彗核在潮汐作用下發生了分裂。但是她的這種說法,有一個致命的bug,如果是彗星凌星造成了塔比星亮度下降22%,那麼這顆彗星的直徑至少是恒星直徑的一半,就目前的觀測來看,人類還沒有發現如此巨大的彗星。所以彗星凌星的假設不成立。在塔貝薩發表論文一個月后,一個帖子將事件推向了另一個精彩之處。

時間來到,2015年10月15日,美國賓西法尼亞州立大學的杰森·萊特在全球最大的電子預印本系統arXiv(啊佛聽)平台,發表了一篇文章,他認為造成塔比星亮度大幅度不規則下降的原因,可能是外星文明建造的巨型建筑或者戴森球在凌星中,造成的觀測效應。這種在科幻作品中出現的畫面,竟然滑稽般地出現在了科學論文中,此文一經發表迅速引爆了各大媒體。杰森·萊特還說,外星文明可能會建造巨大的類似「太陽能板」的裝置來收集這些能量,它們的表面積可以大到幾乎覆蓋整顆恒星,因此這種建筑也被稱為「戴森球」。收集到的能量經過利用后變成熱量排出,會產生大量的紅外輻射。那麼什麼是戴森球呢?

時間回到1960年,美籍英裔數學物理學家弗里曼·戴森。他認為像地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,是不能夠支撐更高級別的文明發展的。而恒星的絕大部分能量,都被浪費掉了。

就拿我們的太陽系舉例,太陽是太陽系唯一的一顆恒星,其質量占了整個太陽系的99.86%。太陽每分鐘釋放的能量大約是2.273x10²⁸焦,太陽每秒輻射到太空的熱量,相當于一億億噸煤炭完全燃燒產生熱量的總和。而地球只接收了太陽總能量的二十二億分之一。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。這種理論也被稱為戴森球。那麼什麼樣的文明水平才能夠建造戴森球呢?

文明等級 點擊觀看完整視訊

時間來到1964年,前蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫,創造了衡量宇宙文明等級的假象指數,是一種用來衡量一個文明的技術的先進等級的方法。卡爾達舍夫將宇宙文明劃分了三個等級,一級文明也被稱為行星文明,可以利用所在行星上的所有能源,并對能源加以控制。目前人類還沒有達到一級文明,只有0.73級文明,要達到一級文明還需要幾百年的時間。

二級文明也叫恒星文明,突破了行星的束縛,可能夠收集恒星系內的全部能量,包括恒星本身。二級文明最典型的標志就是「戴森球」,一種幾乎完全包裹住整個恒星的巨大結構,攫取恒星的幾乎全部能量,目前戴森球更多的還帶走科幻色彩。但從中也能夠看出,人類要想達到二級文明還有很長的路要走,至少需要數千年甚至上萬年!三級文明:已經不局限于他們的恒星系,而是所在的整個星系,比如我們的銀河系。可以利用星系內所有恒星的能量。後來研究人員在卡爾達舍夫的3級文明基礎上,將文明等級擴充到了7級。

2005年,法國天文學家阿諾德認為,當外星文明發展到一定程度,為了能夠更好地支撐該文明的發展,他們就會建造尺寸和行星大小相當的巨型建筑,戴森球就是其中一種。用以收集恒星系統內的能量,也包括母恒星。阿諾德還指出,這些建筑物的結構可能很薄,質量也會相對較小,不過其表面積非常的大,但是形狀又是多元化的,其中包含了三角形,百葉窗等形狀。而百葉窗形狀的優點最為突出,因為只要改變扇葉的角度,就可以快捷地調節接收的面積與角度。從而更好地控制能量收集器的輸出功率。

這些形狀怪異的建筑也會像行星一樣「凌星」,但是光變曲線的形狀和圓形的行星不同。這些類似戴森球一樣的建筑,就是將收集到的恒星能量經過利用后變成熱量排出,會產生大量的中紅外輻射。如果產生戴森球凌星現象,就可以通過其釋放的輻射觀測到,不外乎是一種不錯的搜尋外星文明的方法。不過這依然也只是一種猜測而已。塔比星距離地球有1480光年,我們現在觀測到的現象,是它1480年前的景象,也就是我們正值大唐時期。至于塔比星人是否真是存在,是否真的發展出了2級文明,這一切仍然還是未解之謎。

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