Цивилизация
Осенью 2015 года профессиональный язык астрономов пополнился необычным собственным именем, при произнесении которого большинство ученых понимают, о чем идет речь.
KIC 8462852, звезда Табби, или WTF-звезда. Последнее, кстати расшифровывается как «Where's The Flux?» («Где поток?») — именно так называлась первая статья, описавшая ее поведение.
По прошествии года с момента открытия астрономы написали множество научных статей по этой звездной системе, но пока так и не приблизились к пониманию природы странного объекта.
Необычные свойства звезды KIC 8462852 были обнаружены почти случайно. Дело в том, что данные, которые получает космический телескоп Kepler, ищущий экзопланеты, представляют собой огромный массив информации, обрабатываемый специальным алгоритмом. В поле зрения телескопа размером 10 на 10 угловых градусов попадает примерно 145 тыс. звезд до 16-й звездной величины. Визуально просмотреть этот массив невозможно, поэтому компьютерная программа отбирает только те объекты, которые своими свойствами выдают транзит планеты по диску звезды.
Все, что алгоритм отбраковывает, попадает на сайт. Это краудсорсинговый проект по поиску экзопланет в данных Kepler, где любой желающий может попробовать найти что-то интересное из того, что пропустил космический телескоп. Так и случилось со звездой KIC 8462852. Именно волонтеры впервые обратили внимание ученых на странное поведение ее кривой блеска.
Обычно во время прохождения планеты по диску звезды ее блеск падает незначительно. Например, в случае прохождения по диску Солнца планеты размером с Юпитер яркость упадет менее чем на 1%. И этот процесс повторяется через регулярные интервалы времени.
В случае же звезды Табби максимальное падение блеска составило целых 22% от общей яркости.
И никакой периодичности в кривой блеска замечено не было. На необычные свойства звезды KIC 8462852 впервые обратила внимание астрофизик Табета Бояджян, которая сегодня и сделала на этой звезде свое имя. Кстати, от имени Табеты и происходит одно из неофициальных названий звезды — Табби.
Если бы не телескоп Kepler, вряд ли астрономы обратили бы внимание на KIC 8462852. Типичная звезда главной последовательности класса F. Это значит, что звезда примерно на 1 тыс. градусов горячее нашего Солнца, температура поверхности которого составляет 5778К. Она также имеет несколько более крупные размеры. Странная звезда находится в созвездии Лебедя, удалена от Земли на расстояние в 1480 световых лет и имеет 12-звездную величину. То есть без телескопа увидеть ее на небе нереально.
Некоторое время с начала наблюдений WTF-звезда никак себя не проявляла, хотя было несколько незначительных провалов яркости, которые вполне могли бы быть отнесены к частичным транзитам (когда планета неполностью перекрывает диск Звезды). Но на 793-й день наблюдений случилось необычно глубокое падение блеска звезды — на целых 16%.
Если пересчитать это значение в диаметр затмевающего тела, то получится минимум 0,4 диаметра самой звезды, то есть звезду затмило что-то размером 880 тыс. км.
Планет такого размера просто не может быть в природе, а существование невидимого спутника KIC 8462852 не подтверждается другими наблюдениями. Этот первый глубокий провал в кривой блеска, длившийся около пяти дней, получил название «Событие 800».
Через 727 дней телескоп «Кеплер» вновь зафиксировал падение яркости звезды Табби, на этот раз еще более глубокое, до 22%. Далее с интервалами 20–30 дней появились новые минимумы, правда, не такие глубокие. Но что особенно странно, кроме падения блеска в это время наблюдались и моменты увеличения яркости на несколько процентов. Эти моменты ослабления и увеличения блеска получили название «Событие 1500».
Заинтересовавшись поведением звезды, астроном Брэдли Шефер изучил исторические снимки этой области неба, сделанные в обсерватории Гарвардского колледжа в период с 1886 по 1992 год. Он обнаружил, что за последние сто лет светимость KIC 8462852 уменьшилась на 20%. Более того, за указанный период светимость звезды время от времени изменялась. Однако данные, использованные Шефером, были получены с помощью 17 различных телескопов. Это сказалось на их надежности, поэтому вывод о надежно зафиксированном столетнем падении блеска делать пока рано.
Позже появилось работа, в которой исследовалось изменение блеска звезды за время наблюдения ее телескопом Kepler. Авторы работы обнаружили постоянное уменьшение яркости KIC 8462852.
Всего за 3,8 года яркость уменьшилась на 3%.
Для сравнения были исследованы еще несколько сотен близлежащих звезд, но ни одна из них не поменяла свою яркость на значимую величину. Кстати, сама Табета Бояджян сейчас ведет сбор средств на исследование KIC 8462852 на краудфандинговой площадке Kickstarter.
С самого открытия KIC 8462852 астрономы выдвинули множество гипотез, объясняющих ее странности. Долгое время основной считалась гипотеза гигантского роя комет и астероидов, вращающихся вокруг звезды. Дело в том, что нерегулярное падение блеска — это далеко не редкость в астрономии. Однако такие процессы наблюдаются только у молодых звезд. Считается, что они должны быть окружены плотным околозвездным диском, а у некоторых объектов (например, у EPIC 204278916) он действительно был обнаружен.
Частые столкновения в таких дисках порождают плотные облака пыли и осколков, затмевающих свет центральных звезд. Но даже если бы такой рой пыли и осколков существовал, его можно было бы легко обнаружить посредством инфракрасных наблюдений системы, однако в этом отношении Табби была чиста. Еще одна гипотеза предполагает существование у KIC 8462852 пятен наподобие солнечных, но по какой-то причине гораздо крупнее. Гипотеза весьма экзотическая и не объясняет все странности системы.
Пожалуй, самой растиражированной гипотезой стала идея о наличии вокруг звезды Табби астроинженерных конструкций инопланетян наподобие сферы Дайсона — гигантской (масштаба орбит планет) тонкой оболочки.
Предполагается, что достигшая высокого уровня технического прогресса цивилизация должна применять подобные конструкции для максимального использования энергии центрального светила.
По мнению сторонников этой гипотезы, вокруг Табби вращаются элементы недостроенной конструкции сферы. Они имеют достаточно большие размеры, чтобы эффективно загораживать свет звезды, при этом остаются относительно легкими, чтобы не оказывать гравитационного влияния на KIC 8462852. В пользу инопланетян говорило бы и постепенное уменьшение яркости — видимо, они медленно, но верно достраивают свою сферу. Однако и гипотеза масштабной космической стройки объясняет далеко не все наблюдательные проявления звезды. Элементы конструкции нагревались бы точно так же, как обломки, вращающиеся в системе, а значит, также излучали бы в инфракрасном диапазоне. Но, как мы уже знаем, никакого особого излучения от Табби не исходит.
В октябре 2015 года Институт SETI провел серию наблюдений звезды с помощью радиотелескопа Allen Telescope Array. Однако спустя две недели Институт SETI заявил, что в радиоизлучении от звездной системы KIC 8462852 не обнаружены признаки его искусственного происхождения.
Совсем недавно двое американских ученых российского происхождения предложили еще одну оригинальную гипотезу. Астроном Военно-морской обсерватории США Валерий Макаров и сотрудник фирмы Teza Technology Алексей Гольдин, анализируя данные телескопа Kepler, обнаружили еще одно необычное поведение звезды Табби.
Оказалось, что при падениях блеска кроме ослабления яркости наблюдается также небольшое смещение света звезды.
В интервью «Газете.Ru» Алексей Гольдин пояснил суть новой работы: «Представим, что у нас имеются на изображении две оптически близкие звезды и в какой-то момент у одной из них меняется яркость. В этот момент на изображении будет смещаться центр светового пятна, образованного суммарным блеском обеих звезд. Это будет наблюдаться даже в том случае, когда разрешающей способности оптической системы недостаточно и вместо двух световых пятен матрица телескопа фиксирует только одно.
После устранения множества инструментальных эффектов мы обнаружили, что у KIC 8462852 одновременно с провалами яркости сдвигается центроид светового пятна.
Это может говорить о том, что там присутствует неразрешенный компонент.
А значит, если неразрешенный звездный компонент находится между нами и KIC 8462852, то вращающиеся вокруг него кометы и прочий мусор могут быть ответственны за изменение яркости. Скорее всего, этот компонент просто совершенно случайно находится на луче зрения».
Он также отметил, что их гипотеза не объясняет все наблюдательные особенности системы, однако второй компонент мог бы объяснить часть из них. Фактически одна сложная проблема разбивается на несколько более простых. Работа выложена на сайте препринтов arxiv.org .
Кстати, некоторые ученые, в том числе Леонид Ксанфомалити из Института космической физики РАН, обратили внимание на необычную форму кривой блеска двух самых глубоких провалов:
Скорости спадания и нарастания яркости несимметричны, что, по мнению астронома, может быть свидетельством вытянутости орбит затмевающих тел. Основываясь на форме кривой блеска и длительности покрытия, Ксанфомалити оценил возможные параметры орбиты космического тела «События 800». Из его оценок следует, что тело вращается по вытянутой орбите с перицентром 3,83 астрономических единиц и периодом обращения 6,26 года. Однако сам автор отмечает противоречия своих оценок, замечая, что при таком далеком перицентре (в Солнечной системе он бы располагался за поясом астероидов) проекция орбиты с любого ракурса выглядела бы как почти прямая линия и несимметричности кривых падения блеска не наблюдалось бы.