Детективная история звезды табби. Звезда табби Звезда табби

Звезда под названием KIC 8462852 впервые была описана американским астрономом Табетой Бояджян. Звезда Табби расположена в созвездии Лебедя, в 1488 световых годах от нас. Ее масса и радиус в полтора раза превышает параметры Солнца соответственно, а значение температуры расположено в окрестности 6750 К.

В 2015-м году звезда Табби привлекла внимание общественности в результате публикации научной статьи нескольких астрономов, которые, опираясь на результаты наблюдения, отметили аномальную активность звезды. Цель проведенных исследований – светимость звезды Табби, которая меняется нетипичным образом и требует дальнейшего поиска причин данного явления.

Результаты наблюдения

KIC 8462852 стала одной из 100 000 звезд, которые были обнаружены при помощи телескопа Kepler в 2009-м году в рамках программы по поиску . С того момента астрономы вели наблюдения за изменением блеска открытых звезд для выявления вращающихся вокруг них космических тел.

В большинстве случаев наличия планеты, вращающейся вокруг звезды, блеск последней менялся не более чем на 1% с определенным периодом с определенным периодом, вроде каждые несколько недель или месяцев.

Однако, светимость KIC 8462852 изменялась не только не периодично, но и достаточно значительно, чтобы привлечь внимание. Так в 2009-м году, согласно проводимым наблюдениям, яркость звезды внезапно упала, и длилось это целую неделю. Предположение о движении планеты по орбите звезды, как о причине изменения ее блеска, было отклонено, так как данное явление было не симметричным. Спустя два года стабильного показателя яркости звезды Табби, он вновь внезапно изменился, снова на неделю, и аж на 15%.

В 2013-м году яркость начала нерегулярно, буквально хаотично, меняться, что длилось на протяжении ста дней. В течение этого времени блеск падал вплоть до 20%. Подобные процессы не наблюдались ни за одной из звезд, открытых Kepler.

Гипотезы

Прежде всего ученые попытались исключить такие возможные причины, как неполадки с инструментами и телескопами. Кроме того, после определения спектрального класса звезды (F3 V/IV) стало ясно, что внутренние процессы, протекающие в ней, не могли вызвать такого аномального изменения блеска.

Непериодическое изменение яркости наблюдалось не только у звезды Табби, но и у других звезд. Однако такие космические тела были и их поведение подразумевает свои собственные схемы перемен яркости. Одной из причин изменения блеска таких звезд является околозвездный диск, который уже был обнаружен у некоторых из них. Таким образом, разного рода столкновения в околозвездном диске могут вызвать облака пыли, которые и закрывают поверхность звезды от наблюдателя. Но подобное явление в случае с KIC 8462852 невозможно, так как данная звезда немолодая. Поэтому в ее случае причиной этих «затмений яркости» могут быть большое количество тел, вроде комет и астероидов.

Для наличия большого числа малых объектов вблизи орбиты звезды потребовалось бы гравитационное влияние другой звезды, проходящей около Табби несколько тысячелетий назад. Вблизи Табби действительно наблюдается еще одна звезда, однако пока не ясно, является ли она оптической иллюзией в результате воздействия гравитации на лучи света, идущие от нее на Землю, либо является компаньоном Табби. Но согласно результатам подсчетов, потенциальная звезда-компаньон Табби не имеет достаточной массы, чтобы проявить требуемого гравитационного влияния.

Рассматривалась еще одна гипотеза, согласно которой столкновение двух космических тел вблизи звезды могло образовать множество небольших обломков, которые и вращаются вокруг звезды Табби. Но в таком случае наблюдалось бы инфракрасное излучение этих разогретых обломков, которое не наблюдается. Так или иначе, кометы или осколки с очень малой вероятностью могу перекрыть целых 22% света от звезды.

Ученые настолько были загнаны в угол, что начали возникать довольно смелые предположения, наиболее популярным из которых является наличие крупной астроинженерной конструкции вокруг звезды – сферы Дайсона. Данная гипотеза, очевидно, предполагает существование внеземных цивилизаций и потому является очень интересной темой для СМИ. Но и здесь результаты наблюдения не сопоставимы с концепцией подобной искусственной структуры. Дело в том, что огромная структура вокруг звезды KIC 8462852 несомненно нагревалась бы от лучей звезды и переизлучала бы тепло в инфракрасном диапазоне, который не наблюдается учеными.

Дальнейшие наблюдения

Уже был предложен ряд гипотез, объясняющих аномальное изменение яркости звезды Табби, однако каждая из них опровергается расчетами или результатами наблюдений, а посему работы в этой области продолжаются. Сама же Табета Бояджян, вместе с астрономом, специализирующимся в вопросах неземных цивилизаций Джейсоном Райтом (Jason Wright) предложила провести поиск излучения в радиодиапазоне, чтобы окончательно исключить, или даже подтвердить версию о влиянии конструкций инопланетной цивилизации на яркость звезды. С 19-го октября 2015-го года проект по поиску внеземного интеллекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) начал вести наблюдения за окрестностями звезды в надежде обнаружить радиосигналы, которые могут быть случайно перехвачены или даже намерено посланы другой цивилизацией.

Помните чужеродную звезду, которая, по предположениям СМИ, является мегаструктурой инопланетян? Да, речь идет о странной звезде, которая демонстрирует необычное изменение яркости. Это и привело к предположению, однако маловероятному, что инопланетяне могли построить вокруг нее гигантскую структуру.

Мегаструктура инопланетян

Конечно, ученые уверены, что это не так. Звезда KIC 8462852, также известная как звезда Табби, вышла на сцену в 2015 году. С того времени было выдвинуто множество теорий, которые пытались объяснить эти необычные провалы в ее яркости, от влияния кометы до «лавины» магнитного поля. Но они не нашли большой поддержки. Теперь исследователи из Колумбийского университета говорят: этот странный сигнал может быть результатом того, что звезда поглотила одну или несколько планет.

Исследование звезды Табби

Изменения в яркости звезды были замечены благодаря телескопу Kepler. В течение последних нескольких лет отклонения в яркости равнялись 22 процентам. Но данные показывают, что яркость звезды Табби также снизилась на 14 процентов по сравнению с 1890 годом. Теория влияния кометы оказалась спорной, поскольку было трудно понять, какие ее размеры могли бы вызвать эти большие провалы. Так что, может быть, причиной является планета, а не комета.

Новая теория

Ученые полагают, что эти затмения являются результатом влияния планетарного тела или тел на KIC 8462852. Они добавляют, что подобное могло произойти 10000 лет назад.

Это означает, что провалы в яркости могут быть результатом поглощения планеты звездой. Более того, некоторые из них не могут быть вызваны тем, что какой-то объект заслоняет нам вид на звезду Табби. Скорее всего, они являются следствием какого-то другого события. Поглощение планеты могло увеличить яркость звезды, и она только сейчас возвращается к своему обычному состоянию.

Дополнительные объяснения

Тем не менее сами исследователи не исключают и другие версии. Они говорят, что такое событие (а их могло быть несколько), возможно, стало причиной появления весьма эксцентричной орбиты комет или планетарного мусора вокруг звезды, что также играет определенную роль в уменьшении яркости.

Как видим, появилась еще одна теория, которая отрицает вмешательство пришельцев. Тем не менее наблюдение за этой звездой все еще вызывают интерес. Если эта конкретная теория верна, она может заставить нас переосмыслить то, как звезды и их планеты взаимодействуют между собой.

Эта звезда находится от нас на расстоянии 1480 световых лет в созвездии Лебедя, она примерно на тысячу градусов горячее Солнца (температура поверхности которого составляет 5778 К) и несколько крупнее его. Это типичная звезда главной последовательности класса F.

Без телескопа ее на небе не разглядишь, у нее 12-я звездная величина. Общепринятого наименования звезды пока нет, но в популярных изданиях ее называют по имени первого автора статьи, опубликованной в сентябре 2015 года, — Табеты Бояджян из Йельского университета.

Результаты исследований изменений светимости звезды Табби (или звезды Бояджян), проводимые космической обсерваторией Kepler в рамках программы поиска экзопланет, оказались в свое время сенсационными.

Светимость на протяжении различных промежутков времени (от 5 до 80 дней) падала до 22%, что невозможно объяснить ни прохождением затеняющей планеты по диску звезды, ни пятнами на поверхности.

Планет подходящего размера просто не бывает, а существование невидимого звездного спутника KIC 8462852 не подтверждается другими наблюдениями. На странный характер светимости обратили внимание волонтеры Planet Hunters — краудсорсингового проекта по поиску экзопланет в данных космического телескопа Kepler (представители этого проекта стали соавторами итоговой статьи). Первоначально были подозрения, что аномалии объясняются проблемами с самим телескопом, однако тщательные проверки позволили опровергнуть эту версию.

Tabetha Boyajian on Twitter‏/@tsboyajian

Астроном Брэдли Шефер изучил также соответствующей области неба, сделанные в обсерватории Гарвардского колледжа в период с 1886 по 1992 год. Выяснилось, что за указанный период светимость звезды также то и дело изменялась. Впрочем, данные, использованные , были получены с помощью 17 различных телескопов, поэтому пока говорить об их надежности не приходится.

Теории, объясняющие необычное явление, множатся день ото дня.

Это могут быть рои комет на сильно вытянутых орбитах, проходящие перед звездой, останки разрушенной планеты или феномены, связанные непосредственно с самим светилом. Публику будоражит то, что некоторые ученые-энтузиасты приписывают все это деятельности чрезвычайно развитой цивилизации, создающей вокруг своей звезды мегаструктуры наподобие знаменитой сферы Дайсона для наиболее эффективного использования звездной энергии. Безусловно, новые наблюдения способны в буквальном смысле этого слова пролить свет на причины загадочного явления.

Конечно, KIC 8462852 не единственная звезда с переменным блеском. Однако все ее ближайшие , включая EPIC 204278916, представляют собой молодые звездные объекты, объяснение затемнений которых не представляет особого труда.

«Инопланетяне, конечно, всегда должны оставаться самой последней гипотезой из тех, что вы привлекаете к объяснениям, — заявил еще в 2015 году в интервью изданию The Atlantic астроном из Университета штата Пенсильвания, — однако все это выглядит так, будто мы действительно наблюдаем стройку инопланетной цивилизации».

Теперь, по словам Райта, сообщившего об этой новости в своем твиттере , звезда вновь напомнила о себе и начала тускнеть рано утром в пятницу — ее блеск снизился на 3% всего за несколько дней. «Крестная мать» звезды Табета Бояджян подтвердила эту информацию 20 мая. Об этом говорят данные оптической и инфракрасной спектроскопии и фотометрии роботизированной обсерватории Las Cumbres в Калифорнии и др.

«Звезда Табби меркнет! Наблюдайте!» — написала первооткрывательница в своем твиттере.

«Насколько я могу судить, сейчас каждый телескоп, который может быть направлен на эту звезду, неотрывно следит за ней», — говорит астроном Мэтт Мутерспо из Университета штата Теннесси. К сожалению, ученым изрядно мешает то, что звезда сейчас находится близко к Солнцу, но тем не менее они призывают обратить на нее все возможное внимание всех наблюдателей, обращаясь через прессу и соцсети.

Новая теория утверждает, что KIC 8462852, также известная как «Звезда Табби», или «Гигантская звезда пришельцев», периодически пропадает с неба не из-за объекта, который закрывает нам обзор, а из-за ослабления излучения.

Яркость этих небесных тел меняется постепенно, от их рождения до конца существования, но KIC 8462852 является звездой F-типа среднего возраста, немного большей, чем Солнце. Такие объекты ранее не были замечены изменяющими степень излучения за короткий промежуток времени. Предполагалось, что, когда за ней наблюдали в космический телескоп Кеплер, что-то мешало разглядеть ее как следует. Теории были различными: гигантские НЛО или кометы, проходящие через газовые облака…

И все эти мнения имели право на жизнь, с учетом того, что яркость звезды снижалась на длительное время. Однако позже ученые предположили, что дело могло быть во внутренних изменениях в KIC 8462852, и привели доказательства в пользу этого.

НЛО или экспоненциальный закон в действии?

Статья в Physical Review Letters описывает, что по соседству с большой и яркой звездой Табби находятся несколько маленьких. И это тот случай, когда применим экспоненциальный закон, гласящий, что есть зависимость между частотой повторения событий и их значимостью.

Маленькие события происходят чаще, чем большие. Где работает этот закон, там снижение частоты будет постоянным по отношению к увеличению в размерах. Авторы статьи утверждают, что KIC 8462852 следует тому же правилу, что и снег, который начинает таять незадолго до схождения лавины.

Все эти явления, известные как «лавинная статистика», были замечены в физических системах, близких к переходу в фазу, где произойдет что-то важное.

Главный автор публикации Мохаммед Шейх верит, что существование этого закона может помочь астрономам разгадать загадку звезды Табби. «Это дает нам возможность интерпретировать события и проверять наличие зависимостей с другой точки зрения», - говорит он.

Усиленное наблюдение

В дальнейшем ученые планируют использовать несколько телескопов для наблюдения за звездой. Возможно, это поможет выяснить причины столь долгого затмения KIC 8462852: было ли дело в перекрывающих ее объектах, или это лишь снижение яркости светового излучения в результате выполнения условий закона?

Поскольку за звездами F-типа раньше не замечали такого странного поведения, исследования KIC 8462852 могут стать прорывом в астрономии и изменить наше представление о том, как ведут себя небесные тела.

В сентябре 2015 года несколько астрономов опубликовали результаты исследований изменений светимости звезды , которые привлекли внимание мировых СМИ. Регистрация таких изменений проводилась космической обсерваторией Kepler , в рамках программы поиска экзопланет . Обычно из-за прохождения планеты перед звездой её свет незначительно меркнет на короткое время, что повторяется через регулярные интервалы. Однако звезда KIC 8462852 оказалась исключением: её светимость падала на величину до 22 процентов, причём такие падения наблюдались на протяжении различных промежутков времени (от 5 до 80 дней), что привело к появлению большого количества гипотез. Странный характер кривых блеска этой звезды был замечен волонтёрами Planet Hunters - краудсорсингового проекта по поиску экзопланет в данных Kepler, некоторые из которых стали соавторами итоговой статьи.

Рядом со звездой на расстоянии 2 ″ {\displaystyle 2""} видна ещё одна звезда. Не ясно, является ли это оптически двойной звездой или настоящей двойной звездой . Потенциальный компаньон представляет собой, если находится на том же расстоянии, маломассивную звезду ~0,4 M ☉ спектрального класса M2V на расстоянии около 885 а. е.

Гипотезы аномалии

Первоначально предполагалось, что аномалии объясняются проблемами с телескопом или искажением при передаче информации, однако, в ходе исследований эта версия была опровергнута. Спектральный анализ и тип, к которому относится звезда, также исключают изменение светимости из-за проходящих в ней внутренних процессов.

KIC 8462852 не единственная звезда, которая имеет непериодические спады яркости. Однако, все остальные подобные звёзды (англ. dippers ) являются молодыми звёздными объектами и имеют другую структуру спадов яркости . Предполагается, что подобные объекты могут иметь околозвёздный диск , и для некоторых объектов, (например для EPIC 204278916), он действительно обнаружен . Наиболее вероятным объяснением изменения яркости для таких объектов представляется гипотеза, согласно которой столкновения в околозвёздном диске могут генерировать облака пыли, закрывающие свет звезды. Однако KIC 8462852 не является молодой звездой, поэтому рой может состоять из комет и астероидов, множество которых могло оказаться на близкой орбите после гравитационного возмущения от прохождения другой звезды (но не той, которая видна потенциальным компаньоном). Впрочем, и такое маловероятно, поскольку прямых доказательств этому нет, а прохождение звезды должно было произойти всего несколько тысячелетий назад (ничтожный срок по космическим меркам) .

В связи с этим, Табета Бояджян, ведущий автор исследования, рассматривает ещё один сценарий. Мерцание KIC 8462852 может указывать на попытку строительства астроинженерного сооружения типа сферы Дайсона или другого набора гигантских объектов (например, коллекторов света), которые высокоразвитая внеземная цивилизация построила для аккумулирования энергии своей звезды, что сразу взбудоражило общественное мнение.

О том, что искусственные объекты высокоразвитой инопланетной цивилизации могут быть одним из объяснений этих обнаруженных аномалий, заявил также директор Исследовательского центра поиска внеземных цивилизаций при Калифорнийском университете Эндрю Симион: «Возможно, мы имеем дело с чрезвычайно развитой цивилизацией, соорудившей большую сеть накопителей, чтобы аккумулировать огромные запасы энергии, получаемой от звезды. Возможно, кривая блеска своей нерегулярностью говорит о том, что вокруг звезды вращаются искусственно созданные объекты. В дальнейшем мы планируем с помощью крупных оптических и радиотелескопов, расположенных на Земле, попытаться увидеть другие типы исходящего от этой системы электромагнитного излучения. Его наличие будет указывать на возможное существование технологически развитой цивилизации в этой системе» .

«Инопланетяне всегда должны быть самой последней гипотезой, которую стоит рассматривать, но это выглядит как то, что вы ожидаете от внеземной цивилизации», - заявил астроном Джейсон Райт (Jason Wright) из Университета штата Пенсильвания .

Есть и другие гипотезы (рой комет, облако пыли в межзвёздном пространстве, процессы внутри звезды, наличие чёрной дыры-спутника) .

Последующие наблюдения

Запланированы тщательные последующие наблюдения с использованием более мощных наземных радиотелескопов Грин-Бэнк и Very Large Array , а также с помощью космических телескопов, которые планируется создать в ближайшие годы в рамках программы по поиску экзопланет , таких как инфракрасный Wide Field Infrared Survey Telescope , оптические TESS и PLATO .

Продолжается также пристальное наблюдение звезды KIC 8462852 в оптическом диапазоне многими наземными обсерваториями в ожидании очередного многодневного снижения блеска, также планируются наблюдения звезды во время снижения её блеска с помощью больших телескопов, оснащённых спектрографами, чтобы определить, чем обусловлено снижение её блеска - крупными твёрдыми телами или пылью и газом . Лазерных сигналов от звезды пока не обнаружено .

Астроном Брэдли Шефер после изучения исторических снимков этой области неба, делавшихся с 1890 по 1989 года, заметил, что за это время яркость звезды уменьшилась на 20 % (необычные световые изменения звезды EPIC 204376071 составляли 80% яркости ). Чтобы исключить возможность ошибок, Шеффер лично отправился в Гарвард, чтобы изучить оригиналы снимков. По мнению Шефера, кометная гипотеза для объяснения наблюдаемых эффектов уже не годится. По его расчётам, для такого затемнения перед звездой должно было пролететь не менее 648 000 комет, каждая диаметром от 200 км, что является совершенно невероятным .

Позже появилось исследование, в котором изучалось изменение блеска звезды в течение почти четырёх лет, зафиксированное телескопом «Кеплер». Хотя «Кеплер» предназначался для измерения небольшого изменения яркости в течение маленького времени, используя фотографии, которые делал «Кеплер», возможно измерить изменение яркости в течение большого времени. Выяснилось, что яркость KIC 8462852 постоянно уменьшалась. В течение первых 1000 дней яркость снижалась со скоростью около 0,34 %/год, а в течение следующих 200 дней яркость стала уменьшаться с ещё большей скоростью и упала на 2 %. Всего яркость уменьшилась на 3 % за 3,8 года. Для сравнения были исследованы ещё 193 близлежащие звезды и 355 звёзд, похожих на KIC 8462852. Ни одна из этих звёзд не поменяла своей яркости так сильно за это время, и лишь 0,6 % меняли свою яркость со скоростью большей, чем 0,34 %/год .

24 апреля 2017 года началось очередное падение яркости KIC 8462852 (первое с 2013 года). Наблюдение звезды велось десятками телескопов. После этого звезда стала возвращаться к своей обычной яркости. 19 и 20 мая 2017 года снижение яркости составляло 3 % .

В новом исследовании ученые под руководством Массимо Маренго (Университет штата Айова, США) сравнили изменение интенсивности свечения в разных длинах волн и выяснили, что в инфракрасном спектре звезда изменяет интенсивность гораздо меньше, чем в видимом или ультрафиолетовом, что характерно для пыли. .

Примечания

1. Gaia Data Release 2 - 2018.
2. Boyajian, T. S.; LaCourse, D. M.; Rappaport, S. A.; Fabrycky, D.; Fischer, D. A.; Gandolfi, D.; Kennedy, G. M.; Liu, M. C.; Moor, A.; Olah, K.; Vida, K.; Wyatt, M. C.; Best, W. M. J.; Ciesla, F.; Csak, B.; Dupuy, T. J.; Handler, G.; Heng, K.; Korhonen, H.; Kovacs, J.; Kozakis, T.; Kriskovics, L.; Schmitt, J. R.; Szabo, Gy.; Szabo, R.; Wang, J.; Goodman, S.; Hoekstra, A.; Jek, K. J.
3. Tycho-2 Catalogue
4. T. Kozakis , D. Gandolfi , D. Fabrycky et al. // Mon. Not. R. Astron. Soc. / D. Flower - OUP , 2016. - Vol. 457, Iss. 4. - P. 3988–4004. - ISSN 0035-8711 ; 1365-2966 - doi:10.1093/MNRAS/STW218
5. Wright, Jason T. What Could Be Going on with Boyajian’s Star? Part I (неопр.) (недоступная ссылка) . Pennsylvania State University (30 августа 2016). Дата обращения 12 сентября 2016. Архивировано 18 сентября 2016 года.
6. О чем говорить с инопланетянами?
7. M. Ansdell et al. Dipper disks not inclined towards edge-on orbits. - arXiv :1607.03115 .
8. Simone Scaringi et al. The peculiar dipping events in the disk-bearing young-stellar object EPIC 204278916. - arXiv :1608.07291 .