首次目睹外星文明与戴森球？ 神秘恒星究竟怎么

人人保险北京时间5月27日消息，最近被一条消息刷屏了，一颗编号为KIC 8462852的遥远恒星吸引了无数人关注的目光，原因很简单，因为这颗恒星的某些行为的确十分诡异，难以解释，容易让人产生丰富联想。这究竟是怎么回事？

一、究竟发生了什么？

很简单，在2015年的9月份，一颗编号为KIC 8462852，距离大约1400光年之外，位于天鹅座的恒星出现了一些难以解释的行为，引起了科学家的关注。但整件事情的缘起还要从开普勒项目说起。

开普勒望远镜的观测天区 位于天鹅座和天琴座方向，覆盖大约100平方度，在4年多时间里对该区域超过15万颗恒星进行观测

开普勒（kepler）空间望远镜项目是美国宇航局一项旨在搜寻地球大小系外行星的项目。系外行星是指围绕其他恒星，而非太阳运行的行星。开普勒望远镜于2009年3月7日发射升空，当年5月13日开始执行科学观测任务，对覆盖天鹅座和天琴座部分区域的部分超过15万颗恒星亮度进行精确监测，每隔30分钟获取一次数据值，每年进行超过25亿次观测。整个观测任务一直持续将近4年时间，一直到2013年5月12日，由于第二个反应轮发生故障而结束主要观测使命。开普勒望远镜利用凌星法观测系外行星，所谓凌星法是指通过观察行星从恒星前方的通过导致的恒星亮度短暂下降来反推行星的存在和性质。

图1.2 典型凌星事件产生的恒星光变曲线。可以看到对称而光滑的光度下降曲线

图1.3 以地球与木星为例，模拟开普勒望远镜数据点中的呈现状况。通过数据点的变化了解木星和地球的大小差异，你也会留意到地球遮挡太阳所产生的亮度下降几乎难以识别

开普勒望远镜观测期间获取的海量观测数据可以通过科学家们专门设计的程序自动识别可能存在的系外行星凌星事件。这是因为典型的凌星事件导致的恒星亮度下降会存在特征性的光变曲线，比如本文图1.2所示，当行星从恒星面前经过时，恒星亮度出现下降，光度曲线上出现一个对称而光滑的下降曲线。会让你同意理解，行星直径越大，造成的这种恒星光度下降效应也会越明显。而在实际的开普勒观测数据中，其对应表现便是亮度数值点出现的下降，这里以地球与木星为例，模拟开普勒望远镜数据点中的呈现状况（图1.3），可以明显通过数据点的变化了解木星和地球的大小差异，当然你也会留意到，地球遮挡太阳所产生的亮度下降几乎难以识别。

一般来讲，这种就属于典型的系外行星信号，计算机程序可以自动识别。但尽管机器识别效率很高，但是科学家们还是不太放心，于是他们设计了一个名为行星猎手（pla hunters）的网站。科学家们将开普勒计划采集的数据放到这个网站上，让普通民众登录查看，用肉眼识别疑似的系外行星目标。因为人的眼睛天生具有从凌乱事物中识别模式的能力，这是计算机目前难以比拟的优势。于是数以十万计来自全世界各地的天文爱好者们开始在这个网站上识别系外行星信号，很快他们注意到一个非常特别的信号，它的光变曲线非常特殊，在行星猎手网站的讨论版面上，很快出现了大量讨论，爱好者们形容KIC 8462852的光变曲线非常诡异、很有趣或者一次巨大的凌星事件。正是由于其光变曲线形态非常诡异，远超出计算机算法对凌星事件标准的定义，因此计算机筛查的时候是永远不可能将其识别出来的。这些讨论很快吸引了天文学家们的注意。美国路易斯安纳州立大学的女天文学家塔比萨博亚金（Tabetha boyajian）对此问题进行了分析，并发表了详细的研究论文（图1.4），因此KIC 8462852也常常被叫做塔比星。

图1.4 耶鲁大学天文学家塔比萨博亚金在预印本网站arxiv网站上发表了相关论文

二、诡异的光变曲线

开普勒望远镜在2011年至2013年期间，对KIC 8462852获取了将近4年的连续数据，其中发现了多次异常的光变过程，其中有两次尤其明显，在此期间恒星亮度出现了极为显著的下降。很显然，有某种巨大的东西遮挡了恒星的光芒，但它究竟是什么呢？

图1.5 塔比星的开普勒光变曲线，可以看到多次较为明显的亮度下降，其中在D800以及D1500附近有两次特别明显的亮度下降，幅度达到15~20%

图1.5摘自论文Boyajian， T。 S。， et al。 2016，横坐标是时间，单位是日期，纵坐标是光变幅度，用数字标识出4年间KIC 8462852出现的历次光变事件，这里一共标出10次事件，其中大致在第788天~795天之间（2011年3月），持续将近10天的一次光变事件，其亮度下降幅度达到惊人的15%左右，而在第1510天~1570天之间（2013年2月）则频繁出现多次大幅度的亮度减低，最大幅度甚至超过22%，最长持续时间接近80天！而参照图1.3可见，即便太阳系最大的行星，直径超过地球11倍的木星，其遮挡太阳所造成的亮度减低也就在1%左右，持续时间最多也就几小时。这意味着什么？这意味着有某个极其巨大的物体遮挡了KIC 8462852的光芒，并且这个神秘物体的直径至少应该是地球的1000倍以上！

图1.6 2011年3月期间出现的光变曲线的放大图，可以观察到这次光变曲线轮廓非常干净、光滑而陡峭，并且两侧并不对称。它的变暗过程持续将近一周时间，然后在短短几天时间里迅速恢复正常亮度

图1.7 2013年2月期间光变曲线的局部放大图。可以看到在一段相对长的时期内连续发生多次强度不一，光变曲线形状不一的事件，似乎像是多个不同凌星物体或者独立的凌星事件相互叠加的结果

再看具体的几次光变事件。图1.6是2011年3月期间出现的光变曲线的放大图，可以观察到这次光变曲线轮廓非常干净、光滑而陡峭，并且两侧并不对称。它的变暗过程持续将近一周时间，然后在短短几天时间里迅速恢复正常亮度。再参照图1.7，观察2013年2月期间光变曲线的局部放大图。可以看到在一段相对长的时期内连续发生多次强度不一，光变曲线形状不一的事件，似乎像是多个不同凌星物体或者独立的凌星事件相互叠加的结果。且考虑到光变形状的高度不对称性，遮挡恒星光线的应该不是一个球体，而是一个形状不规则的物体，又考虑多个完全不同的光变曲线，甚至似乎这都不是一个单个的物体，而是多个不同的独立的物体？这究竟是什么？

图1.7 2013年2月期间光变曲线的局部放大图。可以看到在一段相对长的时期内连续发生多次强度不一，光变曲线形状不一的事件，似乎像是多个不同凌星物体或者独立的凌星事件相互叠加的结果。