# 本文由 Nivy 投遞譯稿。
那裡有一些神秘的東西，比如外星文明。隻是我們至今也沒能弄清楚。
塔比星概念圖 Credit: NASA/Wikimedia Commons
作者 Sandhya Ramesh 是一位天文學和地球科學方面的作傢。
2009 年 5 月，全球數百人註意到瞭一顆來自遙遠星系的恒星，它和之前所見的都不同。於是他們跑到一個叫 " 行星獵手 " 的民間科學項目論壇上，對這顆恒星開展瞭激烈的討論。他們研究瞭開普勒太空望遠鏡所獲得的數據，這顆後來被叫作 KIC 8462852 的恒星，正以一種怪異的方式在閃爍。
太陽系外的行星探索是一個如今很活躍的天文領域。首個系外行星發現於 1992 年，僅僅 25 年後的今天，就有 3500 顆已確認的行星正圍繞著太陽以外的恒星運轉。單單 NASA 的開普勒太空望遠鏡就找到瞭 2000 多顆。它的找尋方法是在數周，數月甚至幾年的時間裡觀察一片星空，當有行星與它的恒星重疊時，它在恒星的光芒中就投下瞭一片小而確定的陰影，這些陰影被記錄下來，以計算行星的大小。越大的行星，阻擋的光芒就越多 ( " 凌星 " 法 ) 。
觀測產生瞭大量的數據，所以天文學傢們使用精心設計的計算機程序來幫助篩選系外行星的特征。程序比一群天文學傢更有效率，但它也不完美，有時程序會錯過一些其設計以外的事物。所以公眾也加入瞭瞭天文科學研究。
不同身份的人都以各種方式為民間科學項目做出瞭貢獻。有的項目通過相機捕獲的圖片來辨別動物。有的項目使我們可以查閱火星表面的圖像以確認風型，查閱掃描和數字化的文本，甚至創建一個野生動物數據庫。人腦非常擅長識別各種圖案，以至於我們甚至可以看到可能不存在的圖案。
" 行星獵手 " 就是一個民間科學項目，幫助識別計算機可能錯過的恒星光變。 截至 2017 年 8 月，有超過 30 萬民間科學愛好者每天訪問開普勒提供的數據。
2009 年 6 月，天文學傢 Tabetha Boyajian 被一些科學愛好者警告，大約 1500 光年以外的一顆恒星接連被用戶標記為 " 有趣 " 和 " 奇怪 "。接著，耶魯大學博士後 Boyajian 和她的同事，行星獵手創始人 Debra Fischer 被吸引瞭， 她們觀測的恒星看起來有些異常。 其亮度最初下降瞭 0.5％，這是正常現象；但持續瞭 4 天之久，這完全不正常。 通常，跨越這種恒星的行星往往隻會導致幾個小時的恒星亮度下降。
這是 2009 年初她們第一次註意到瞭這些光降數據。在此幾周後，KIC8462852 的亮度下降持續瞭整整一個星期。Boyajian 和 Fischer 花瞭幾天時間對數據進行處理，但是 KIC8462852 的行為無法解釋。儀器工作正常，電腦程序也沒問題，數據正確。光降是真實的和莫名的。不僅持續時間長，變化方式也十分怪異。
當行星經過恒星前面時，由於它接近球形，當它經過恒星的圓面時，會產生對稱的光變曲線。 ( 見下圖 ) 。
Credit: NASA/Kepler Mission
但是，開普勒觀測到的 KIC8462852 的曲線是不對稱的。
Credit: T. Boyajian & team/MNRAS
普通的行星在固定的周期內環繞它們的恒星，並且在每次光變之間，它們重復出現的時間是等長的。 但不管是什麼，導致 KIC8462852 光變都是不可預測且隨機的。
在這之後，科學傢和愛好者們持續研究這顆已經恢復正常亮度的恒星。
兩年後的 2011 年 3 月，開普勒又一次觀測到瞭 KIC8462852 的光變，並使天文學傢們十分吃驚。類似木星大小的行星至多能造成這種恒星 1％左右的光降。 但 KIC8462852 的亮度已經下降瞭近 15％。像 2009 年一樣，光變曲線再次是不對稱的，並持續瞭一周之後才恢復正常。這種圖案重復瞭幾天，然後恒星再次 " 沉默 " 瞭。
2011 年 3 月 ( Kepler 觀察的第 792 天 ) ，KIC 8462852 的光變曲線。Credit: JohnPassos/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
2013 年 2 月，4 月下旬，KIC 8462852 再次醒來。 這一次，它發生瞭一系列非常不規則的光變。 雖然以前的曲線是以隨機間隔進行簡單的下降，但是新的數據意味著它的亮度在強度和持續時間的變化。 光變曲線也很復雜。 天文學傢在較大的下降區域內發現較小的下降，甚至進一步更小。 這種分形通量的亮度在多天內被重復，並且在相同數據集內的不規則遞歸的形式，本身變得相當復雜。 在一個點上，恒星的亮度下降瞭驚人的 22％。
3013 年 2 月光變。 Credit: JohnPassos/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
2013 年 4 月光變。 Credit: JohnPassos/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
2015 年 10 月，Boyajian 和她的團隊一起發表瞭一篇名為 "Where's The Flux" 的論文，引發瞭媒體的狂熱，並將這顆恒星帶到瞭世界天文界的聚光燈下。自此 KIC8462852 被稱為塔比星、Boyajian 星以及十分貼切的—— "WTF" 星。
導致恒星光變的的天體具有非常具體的特征，具體取決於其物理特性。這種數據通常隱藏在恒星發出的光線中。如果是一片塵埃雲遮擋它，會阻擋更多的藍光。如果是不通透的固體，將阻擋所有波長的光。固體也會被加熱和發光，顯示在紅外數據中，這也能反映該固體的種類。某些元素吸收光的某些頻率，這將在光譜圖中顯示為空白。這種圖像可用於分析確定元素種類。
使用他們的光譜工具，天文學傢能夠推斷出，塔比星是和我們 45 億歲的太陽 ( F- 型主序星 ) 一樣的中年恒星。
鑒於所有這些信息，Boyajian 和她的團隊在 2015 年提供瞭幾個說法來解釋什麼可能導致神秘的光變。
第一個解釋不會使人驚訝：這是一個原行星盤。當一團巨大的氣體在自身重力下塌陷，並開始旋轉時，一個恒星系產生瞭。物質呈盤形散開，並轉動得更快。中心的物質最密集，恒星系的主星於此形成。而一些較輕的氣體和巖石，則被向外拋出，這就是原行星盤。各行星於此形成。物質團在這裡各種碰撞，形成更大的團，最終和滾雪球一般形成原始行星。原行星盤中進一步被排出的氣體形成壯觀的氣體巨行星。
在行星系統穩定成形之前，原行星盤要圍繞恒星數百萬年。在這段時候，原行星盤會導致恒星的亮度變化 ( 如地球人所見 ) 。
但是，這個理論的漏洞很大：原始行星盤是 " 原始 " 的，即隻存在於新生星的周圍。塔比星則不是新生星。
此外，灰塵吸收熱量。哪怕當它有對人體來說的很小的溫升，在紅外望遠鏡中就會觀測到發光。但 NASA 的斯皮策太空望遠鏡並沒有觀測到。它也排除瞭像兩顆行星在星際空間爭奪中與巖石或一顆星球相撞的軌道相撞的想法。事實上，看起來塔比星周圍並沒有碎片。
下一個解釋：也許恒星本身的大小和亮度增長，然後又減瞭？我們確實知道有幾顆這樣的恒星。 天文學傢稱它們為變星。 可觀測宇宙中最大的恒星盾牌座 UY 就是一個例子。 當大量的物質從行星盤落入年輕的恒星，恒星的質量和亮度突然飆升時，它們能被觀測到。但是這個想法也被同樣的大錘擊破瞭：恒星不新，且沒有原行星盤。
Boyajian 等人的文章得出的結論是，一個路過的彗星 " 傢族 " 將是最可接受的解釋。 但也不太可能：為瞭使天文學傢們看到塔比星的光變水平，必須要路過一大波如蝗蟲群一般的巨型彗星。 如果要使它們存在，需要一個 100 公裡寬的巖石體在一次爆炸中被打碎。而彗星也不會發出紅外光：它們所含的的冰能夠吸收熱量並升華到太空。聽起來不可思議，但這是唯一不能被立即駁倒的解釋。
然而，這些想法沒有一個像自然的解釋那樣令人信服。一年前 Boyajian 和賓夕法尼亞州立大學的天文學傢的談話中的三個字引發瞭公眾的想象。
戴森球示意圖 Credit: capnhack/Wikispaces, CC BY-SA 3.0
當我們尋找智慧文明時，我們尋找的就是它們存在的蛛絲馬跡。尋找他們可能的造物或他們發出的信號。假設如果有外星人，比人類的歷史更久，發展得更超前。那麼他們可能已經耗盡瞭他們星球上所有的可用能源，現在正在著眼於它處。對於這樣的文明來說，還有比整個恒星本身更好的能源嗎？
在一篇 1960 年的論文中，物理學傢弗裡曼 · 戴森設想瞭一個稱為戴森球的巨型結構。這是圍繞一顆恒星建造的巨型殼體，內部裝有太陽能裝置和其他裝置。戴森球幾乎能吸收恒星發出的所有能量。在建造戴森球的各個階段，這個巨型建築先是一個帶有生活區域和發電裝置的環，然後是復雜環狀的 " 氣泡 "，最後形成一個球體。
2014 年，賓州州立大學立天文學傢 John Wright 著迷於先進文明可以建設的能獲取大量能源的巨型建築。 他建議在塔比星周圍尋找戴森球。所以這顆恒星也被稱作是外星人的巨廈。
就像之前的解釋一樣，這個設想也存在漏洞。一顆 F- 型主序星的能量輻射到一個戴森球上，它肯定會被加熱，但在觀測數據中並沒有相應的熱信號。
Wright 寫過一篇關於利用開普勒望遠鏡觀測外星大型建築物的文章。 他認為望遠鏡有足夠的能力來區分人造結構，如巨型太陽能板，環形星球，尋找其他外星人的大型裝置等。他在 2013 年寫瞭一篇關於它的博客文章。當他正在將其變為期刊文章時，Boyajian 參加瞭賓州州立大學的講座，並與 Wright 分享瞭未發表的光變數據。
到瞭下一年，Wright 被這奇怪的數據所吸引，在伯克利搜尋地外文明計劃 ( SETI ,stands for the Search for Extraterrestrial Intelligence ) 研究中心運營的 Green Bank 射電天文臺預約瞭時間來觀測塔比星。
同時，Wright 及其團隊在 2015 年 12 月完成的一篇關於以塔比星為例來描述外星巨型建築的文章使媒體瘋狂瞭。
Wright 的言論慢慢傳開瞭。2016 年，世界各地不時有關於外星巨型建築的頭條。但這還隻是存在於理論，天文學傢並沒有證實。這需要進一步的觀測來證明。
路漫漫其修遠兮。
在 Wright 提出他的設想之後，其他天文學傢又提出瞭另外一個更可信的理論。西班牙巴倫西亞和坎塔佈裡亞大學的天文學傢說：如果光變的原因是大型的特洛伊小行星群呢？
特洛伊小行星是與主行星同軌道但位置不同的小行星群，它們分佈在主行星的兩個拉格朗日點上。在這兩個點，小行星的受到的各種引力會被抵消，使其本身始終保持原來位置。 換句話說，特洛伊小行星群將處於與恒星和行星相同的相對位置。
西班牙天文學傢模擬瞭帶環行星和特洛伊小行星的可能。 他們在 2017 年 6 月的 preprint paper 中寫道：" 我們的目的是通過之前觀測到的信息，提供一種相對自然的解釋，盡管這種行星和小行星群規模會很大。"
如果真的是一個五倍於木星大小的行星，且兩側帶有特洛伊小行星群呢？根據科學傢模擬的模型，首先有一群特洛伊小行星在塔比星和我們之間經過，導致間歇性和不規則的光變。 然後，當這顆行星經過它的恒星之前，我們首先看到行星環造成的亮度下降，然後是行星本身的巨大光變，然後是其餘的行星環。 接著，在 700 天之後，我們觀測到瞭另一個小行星群。 科學傢說，這可以解釋主行星造成相對平穩的光變，以及特洛伊小行星造成的一系列不規則的亮度下降。
如果模型成立，這顆超級行星的軌道周期將會是 12 年。正如現在所看到的那樣，有興趣的人可以期待看到特洛伊小行星 ( 如果有 ) 在 2021 年經過塔比星造成的光變，然後是兩年後的行星凌星。
似乎一個帶環行星的解釋格外被科學傢青睞。本月早些時候的另一篇 preprint paper 也提出瞭同樣的說法：也許一個帶環的行星可以解釋這個現象 ……
然而，這種解釋會存在一個連續的光變圖案，而我們還沒有觀測到。
從 2015 年年底開始，SETI 研究所開始從塔比星方向尋找外星文明信號。該研究所明確指出，加利福尼亞的艾倫望遠鏡陣列希望在塔比星的大概方向能夠接收到智慧外星物種發出的包含信息的信無線電波。事實上收到信號的可能性很差。塔比星距離我們 1500 光年。我們現在發現的任何信號都應該在多年前被發出瞭。而且，如果是一個先進的文明，那麼對全宇宙進行廣播就沒有什麼意義瞭。他們首先會註意到我們，然後發出定向到地球的信號——輻射在兩邊的來回傳播將會是一個 3000 年的漫長過程。
三千年前 - 即公元前 985 年，孔雀王朝統治瞭印度的大部分地區，儒傢思想和古希臘文明也剛剛開始發展 ( 譯者註：實際時間有偏差：孔雀王朝，約前 324 年至約前 185 年；儒傢，前 5 世紀由孔子創立；古希臘文明，公元前 800 年 - 公元前 146 年 ) 。而他們大概能在鐵器時代註意到我們。首先，他們必須預估我們需要多長時間才有足夠能力接受無線電信號，他們得算好時間發出信號，直到有一天，我們終於能 " 聽 " 到他們那個方向的聲音。這可能性太小瞭。
艾倫望遠鏡陣列在其觀察期間沒有找到任何東西。 SETI 的天文學傢也在尋找無線電信號。甚至試圖尋找恒星周圍的激光閃爍。
一無所獲。
位於澳大利亞南部的 Faulkes 望遠鏡，天空可見大小麥哲倫雲。 Credit: LCOGT
這段時間，塔比星一直在穩定地變暗，不知道是啥在阻擋它的光，它正在消失，沒人知道為什麼。
天文學傢要瞭解更多的話，保持對它的觀測就很重要。但是如此的話，由政府運營的望遠鏡通常是被超額預訂的。即使可以使用，其管理者也不願意提供長期的觀測。所以 Boyajian 和她的團隊轉向瞭私人天文臺，如 Las Cumbres 天文臺全球望遠鏡 ( LCOGT ) 網絡。 它被戰略性地分佈在全球范圍內，所以天文學傢可以使用它們來持續觀測同一物體 ( 它在太空 ) 。為瞭支付一年的使用費用，Boyajian 在 2016 年 5 月通過 Kickstarter 運動籌集瞭 107,421 美元。
很快到瞭 2017 年。
業餘及職業天文學傢的社區受到瞭大量關註，他們不斷觀測，研究和思考塔比星。其細微的光變被精心記錄和共享。
4 月 24 日，在亞利桑那州費爾本天文臺望遠鏡上發出自動警報，註意到恒星的亮度下降。 這是一個完全正常的統計波動，亮度在一周內恢復到原來的水平。 但天文學傢始終保持著警惕。
5 月 14 日在西班牙的麥卡托望遠鏡發生瞭類似的事件。科學傢及時聯系瞭 Boyajian，但她所顯示的數據僅僅是另一個統計變化。她說，" 它最終成為一種假象——即不是真實的。"
但僅僅四天後，費爾伯恩天文臺和 LCOGT 觀察到另一個亮度下降，一個預期內的光變。第二天警報出現瞭。" 費爾伯恩和 LCO 看到瞭同樣的光降，"Boyajian 說。" 當天晚上我們密切監視瞭這顆恒星，當光變得到兩座不同觀測臺的確認時，我們發出瞭警報。
她很興奮，在 5 月 19 日上午 4 時電話告訴瞭 Wright。費爾伯恩的數據顯示，塔比星亮度已經降低瞭 2％。Wright 發推稱，" 警告：塔比星正在變暗，這不是演習。在接下來的 48 小時，請盯著望遠鏡，我們需要光譜數據！" 幾個小時之內，一小支世界各地的天文學傢大軍投入瞭戰鬥，並觀測到其亮度又下降瞭 1％。
數十個望遠鏡，如大金絲雀望遠鏡，被預約瞭數周到數月的時間，提前一起觀測塔比星。各大望遠鏡加入瞭持續觀測，包括凱克天文臺 ( 夏威夷 ) 的兩個望遠鏡、LCOGT 和多鏡面望遠鏡觀察站 ( 亞利桑那州 ) 及綠堤電波望遠鏡。 即使是研究宇宙紫外輻射的斯威夫特太空望遠鏡也加入瞭 "WTF" 星觀測。
該圖顯示瞭相對於恒星正常亮度的變化。 最低點是下降 2％。該恒星已經從光變事件中恢復為普通亮度。 資料來源：Source: LCOGT and Tennessee State University/Centre of Excellence for Information Systems Engineering and Management/Fairborn Observatory
這次事件在預料之中，Tabby 在 2015 年的文章就預言瞭光變的發生：" 更強的預測是，未來的光變事件大概應該每 750 天出現一次，2015 年 4 月份會有一次 " ——由於開普勒發生故障而錯過瞭—— " 而在 2017 年 5 月份又有一次。"
而在預料之外的是，恒星的亮度在幾天內恢復瞭正常，在 6 月 13 日及 14 日又出現瞭近 2％的光度下降，幾天後再次恢復。7 月 4 日，其光度下降瞭 0.5％。截止文章發表 ( 2017/9/20 ) ，塔比星又下降瞭 3％的亮度。
下一次大型光變事件預計發生在 2019 年中，希望天文學傢有足夠的時間去思考更多的合理解釋。
塔比星長期以來的亮度在慢慢變低，使事情進一步復雜瞭。它在慢慢消失。路易斯安那州立大學天文學傢 Bradley Schaefer 決定瀏覽它的舊觀測記錄。他發現在 1890 年至 1989 年間塔比星被拍攝瞭超過 1200 次。通過這 100 年的數據，他發現塔比星的整體亮度下降瞭近 20％。 還有更多對這種現象進行的研究，似乎都證實瞭這一點。 這個長期的變暗過程也不是穩定的。有一段時間，塔比星開始變暗，變亮，然後再開始變暗。
亞利桑那大學的天文學傢 Huan Meng 最近與 Boyajian 一起進行瞭一項研究，依靠兩座最新加入塔比星觀測的望遠鏡：斯威夫特望遠鏡 ( 觀測 X 射線和紫外線 ) 和斯皮策望遠鏡 ( 紅外線 ) 。 他們發現所有波長的光都一致下降瞭。 然而，不同波長的下降幅度不同。Meng 認為，最有可能的解釋是微小粒子繞著星星 ( 即星周圓盤 ) 繞行。 這些微小粒子造成瞭塔比星長期和急劇的光變事件。但是得到一個堅實的結論仍然需要更多的研究，準確的預測和觀測。 隻有這樣我們才能完全理解這顆獨特的恒星。
顯然有一些神秘的事情正在發生，但我們和 2009 年一樣的一無所知。但我們一定學到瞭一些新東西。我們從來沒有遇見過和塔比星一樣令人困惑的恒星，正如 Boyajian 所說：" 如果我們又找到一顆類似的呢？更重要的是，如果再沒找到呢？"
本文譯自 The Wire，由譯者 投稿 基於創作共用協議 ( BY-NC ) 發佈。
