关于KIC 8462852更详细的报告

转自果壳http://www.guokr.com/article/440834/

天文学家的一篇论文，最近引起了大众媒体的关注，因为外星人。

不过我们得谨慎一点。这篇论文本身并没有提到外星人，甚至没有暗示外星人。至少没有直接暗示。但天文学家发现有一颗恒星非常古怪，它的性质很难解释。很明显，那里发生了什么奇怪的事情。参与发现的一些天文学家现在正考虑这样一个想法，他们观察到的现象有可能（注意，只是有可能！）是外星人干的。

不过，先别急着欢呼雀跃奔走相告。社交媒体上已经有不少这样的人了，而且一些捕风捉影的“媒体”也很快就会一涌而上。参与其中的科学家其实也是怀疑的，他们正用正确的方式来处理它。这只是一个有趣的假设，值得后续再作进一步研究，而不是什么已经可以定论的东西。

首先，我们来看看，科学家发现了什么？

这颗恒星名叫KIC 8462852，是NASA的开普勒任务曾经观测过的十万多颗恒星中的一颗。开普勒望远镜曾经一直盯着这些恒星，寻找他们亮度上出现的突然变暗现象。这些极其微弱的变暗现象可能由许多因素导致，但其中一个因素是——如果这颗恒星拥有行星，而其中的一颗或者几颗在绕着恒星转的时候，从地球上看过去，它们恰好从那颗恒星前面经过。这种被称为凌星（transit）的现象如果真的发生，我们就会看到恒星亮度随时间变化的所谓光变曲线上，出现一个小小的凹坑，深度通常不到1%。

用这种方法已经找到了上千颗太阳系外行星。通常这些行星的轨道周期都不长，所以我们会看到，每隔几天、几周或者几个月，这样的凹坑就会在光变曲线上周期性出现一次，具体取决于行星轨道的大小。

KIC 8462852是一颗质量有点大的恒星，比太阳更热，也更亮。它离我们大约1500光年，这个距离相当远，所以这颗恒星暗到我们用肉眼都看不见。开普勒望远镜记录了这颗恒星怪异的亮度变化：它的光变曲线上也有凹坑，但并非周期性出现。有些凹坑很深，有一个深达15%，还有一个甚至深达22%！


开普勒的数据显示，KIC 8462852的光变曲线出现过深达22%的凹坑。上图中的横坐标是某一日期之后的天数，纵坐标则是这颗恒星的亮度，取正常亮度为1。在第1500天左右，这颗恒星的亮度出现了22%的降幅。图片来源：波雅江等人。

单凭这一点，我们就知道这不可能是一颗行星。就算是木星那么大的行星，也只能遮挡这颗恒星大约1%的星光，这差不多已经是行星能够达到的最大尺寸了。也不可能另外一颗恒星；因为如果有的话，我们应该能看见它。这样的凹坑并非有规律的周期性出现，这一点也跟行星或恒星的说法不相符合。不过，不管是什么遮挡了恒星，它都一定十分巨大，宽度可达这颗恒星本身的一半！

此外，这颗恒星的光变曲线中还有大量这样的凹坑，多达成百上千！它们似乎完全没有周期，形状也很奇怪。行星遮挡星光时产生的凹坑通常是对称的：星光先是变暗一点，在这个水平上保持一段时间，然后再变亮回去。而在KIC 8462852的数据中，800天附近出现的那个凹坑根本不是这样；它先是缓慢变暗，然后飞快地变亮。出现在1500天附近的另一个凹坑，在大致轮廓上还叠加着一系列小小的起伏。这颗恒星的亮度还曾明显出现过20天为周期的明暗变化，持续了好几个星期，接着又彻底消失了。


更多开普勒的数据表明，这颗恒星曾以大约20天为周期发生过亮度的起伏变化。但几周后，这一变化又消失了。

那篇论文的作者花了很大力气，去排除一些明显的原因。这不是望远镜或者处理过程产生的假象，这些凹坑是真实的。这也不会是恒星黑子（就像太阳黑子，只不过出现在另一颗恒星上）。我最初的想法是，会不会是某种行星碰撞事件，就像几十亿年前撞击地球产生出月球的那次事件，这会产生出大量碎屑和尘埃云。这些碎块和尘埃云绕着恒星旋转，造成一系列凌星，有可能再现出我们看到的这些现象。

但这个想法的问题在于，这颗恒星的红外线没有任何多余的部分出现。行星碰撞会产生大量尘埃，加热之后则会发出红外线。我们知道KIC 8462852这种类型的恒星应该会发出多少红外线，而这颗恒星发出的红外线数量刚好，并没有更多。红外线的欠缺意味着，那里没有尘埃，或者尘埃极少。

那些天文学家审视的最后一个想法是，有一系列彗星绕着这颗恒星旋转。这些彗星可能被气体和其他物质构成的云团包裹，可能产生观测到的凹坑。红外线的欠缺也困扰着这种解释，但还不太致命。如果另一颗恒星恰好从附近经过，它的引力可能扰乱第一颗恒星的奥尔特云。所谓奥尔特云，是指距离太阳数十亿千米外的一片区域，拥有百亿颗冰质天体。我们认为大多数（甚至所有）恒星都拥有奥尔特云。这样的扰乱会把冰质天体抛向那颗恒星，然后它们会碎裂瓦解，遮挡星光产生出那些古怪的凹坑——其中的冰会被加热，以气体形式蒸腾出来，这也可能解释观察到的一些凹坑的古怪形状。

而且凑巧的是，有另外一颗恒星离KIC 8462852相当近：一颗较小的红矮星就在大约1300亿千米之外。这个距离足以影响奥尔特云了。

不过，这个案子还是了结不了。彗星是个不错的猜测，但很难想象有某个场景，它们能够完全遮挡来自一颗恒星22%的星光。这是一个很大的数量，真的很大！

那么，我们还剩下什么选择呢？

论文的主要作者塔贝萨·波雅江（Tabetha Boyajian）想知道还可能会有什么其他解释，于是她把结果发给了另外一位天文学家，贾森·赖特（Jason Wright）。赖特的研究方向是太阳系外行星，而且无独有偶，他也研究过如何在开普勒的数据里搜寻高等外星文明的迹象。

是的，认真的！

看看我们自己的文明。我们在消耗越来越多的能量，而且总是在寻找更大的能源。化石燃料、核能、太阳能、风能……几十年前，物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）推广了一个有趣的想法：如果我们建造成千上万巨大的太阳能板，把它们送入轨道绕着太阳转，那会怎样？它们会截获阳光，转化为能量，能够传回地球为我们所用。还需要更多能量？那就建造更多太阳能板！一个先进的文明最终可能建造成百上千万甚至上百亿块太阳能板。

这个想法演变成了所谓的戴森球（Dyson Sphere），一个完全包裹住一颗恒星的巨大球体。它在上世纪七八十年代很流行，甚至在《星际迷航：下一代》里有一集还提到过它。戴森从来没有说过要建造一个真正的球体，而是许许多多块小太阳能板可能会构成一个巨大的球体。

但这给探测外星生命带来了一个有趣的可能性。这样一个球，在可见光波段应该是黑的，却可能发出大量红外线。人们寻找过它们，却一直没能找到（很显然）。

再回来看看KIC 8462852。我们会不会是看到了一个正在建造戴森球的高等外星文明呢？巨大的太阳能板（或者太阳能板的集群）宽达上百万千米，有着古怪的形状，有可能产生我们在那颗恒星的光变曲线中看到的那些凹坑。



我猜想，现在你们中的一些人可能会期待我开始奚落这个想法，嘲笑它荒谬，对外星人之类的说法嗤之以鼻。

其实，我还挺喜欢这个想法的。提醒你，我并没有说它是对的，只是说它很有趣。赖特并不是狂热的疯子，他是一位有着扎实背景的职业天文学家。我和他通电话时他告诉我，“有必要提出一个假设，但我们还应该谨慎地去处理它”，我完全同意这个说法。

我认为，很明显，这个场景不太可能是真的。可是，为什么不试试看呢？对这颗恒星进行后续观测，就很容易检验这个想法。虽然可能性低，但赌注够大，所以有可能值得一试。而且这也不算是科学幻想；赖特和其他几位天文学家已经向颇有声望的学术期刊《天体物理学报》（Astrophysical Journal）投稿了一篇论文（尚未发表），分析了这些结构的物理性质，并详述了如何能够在其他恒星周围探测到它们。

在《大西洋》（Atlantic）月刊的一篇报道中（这也是社交媒体上所有消息的最初源头），赖特和波雅江确实提议，使用射电望远镜搜寻来自这颗恒星的信号。建造这一结构的外星文明可能会泄露（或者广播！）无线电波，能够在1500光年以外的地球上被我们检测出来。这是整个SETI计划，也就是搜寻地外智慧生命计划的基础。望远镜的观测时间由一个委员会分配，还不清楚这一提议会不会被通过。我希望能够通过。这应该花不了太多望远镜的观测时间，因为按照正常的假设，这应该不是一个很难探测的信号。

如果信号存在的话。当然，这个可能性仍然非常非常低。不过话说回来，这也不是需要耗费巨资才能完成的艰难壮举。需要花费的精力很少，回报却可能非常大。此外，对这颗恒星的射电观测或许对破解这个谜题也有帮助，哪怕它不是外星人。当然，重要的事情说三遍，外星人的可能性真的不大。

我还支持开展后续观测去搜寻彗星存在的信号（这是波雅江的论文里提到的）。彗星上的一些分子在彗星靠近恒星时会变得相当明亮，这些信号或许也不会太难检测。此外，还有可能只是某种自然现象，暂时还没有人想到它。更多的观测意味着能够得到更多的信息，可能会激发出新的想法。

不管是外星人正在建造巨型装置来满足他们的能源需求，还是可能性要大得多得多的某种更加自然的现象，KIC 8462852都是一颗相当奇怪的有趣恒星。绝对值得对它作更进一步的研究。（编辑：Steed）转自果壳http://www.guokr.com/article/440834/

天文学家的一篇论文，最近引起了大众媒体的关注，因为外星人。

不过我们得谨慎一点。这篇论文本身并没有提到外星人，甚至没有暗示外星人。至少没有直接暗示。但天文学家发现有一颗恒星非常古怪，它的性质很难解释。很明显，那里发生了什么奇怪的事情。参与发现的一些天文学家现在正考虑这样一个想法，他们观察到的现象有可能（注意，只是有可能！）是外星人干的。

不过，先别急着欢呼雀跃奔走相告。社交媒体上已经有不少这样的人了，而且一些捕风捉影的“媒体”也很快就会一涌而上。参与其中的科学家其实也是怀疑的，他们正用正确的方式来处理它。这只是一个有趣的假设，值得后续再作进一步研究，而不是什么已经可以定论的东西。

首先，我们来看看，科学家发现了什么？

这颗恒星名叫KIC 8462852，是NASA的开普勒任务曾经观测过的十万多颗恒星中的一颗。开普勒望远镜曾经一直盯着这些恒星，寻找他们亮度上出现的突然变暗现象。这些极其微弱的变暗现象可能由许多因素导致，但其中一个因素是——如果这颗恒星拥有行星，而其中的一颗或者几颗在绕着恒星转的时候，从地球上看过去，它们恰好从那颗恒星前面经过。这种被称为凌星（transit）的现象如果真的发生，我们就会看到恒星亮度随时间变化的所谓光变曲线上，出现一个小小的凹坑，深度通常不到1%。

用这种方法已经找到了上千颗太阳系外行星。通常这些行星的轨道周期都不长，所以我们会看到，每隔几天、几周或者几个月，这样的凹坑就会在光变曲线上周期性出现一次，具体取决于行星轨道的大小。

KIC 8462852是一颗质量有点大的恒星，比太阳更热，也更亮。它离我们大约1500光年，这个距离相当远，所以这颗恒星暗到我们用肉眼都看不见。开普勒望远镜记录了这颗恒星怪异的亮度变化：它的光变曲线上也有凹坑，但并非周期性出现。有些凹坑很深，有一个深达15%，还有一个甚至深达22%！


开普勒的数据显示，KIC 8462852的光变曲线出现过深达22%的凹坑。上图中的横坐标是某一日期之后的天数，纵坐标则是这颗恒星的亮度，取正常亮度为1。在第1500天左右，这颗恒星的亮度出现了22%的降幅。图片来源：波雅江等人。

单凭这一点，我们就知道这不可能是一颗行星。就算是木星那么大的行星，也只能遮挡这颗恒星大约1%的星光，这差不多已经是行星能够达到的最大尺寸了。也不可能另外一颗恒星；因为如果有的话，我们应该能看见它。这样的凹坑并非有规律的周期性出现，这一点也跟行星或恒星的说法不相符合。不过，不管是什么遮挡了恒星，它都一定十分巨大，宽度可达这颗恒星本身的一半！

此外，这颗恒星的光变曲线中还有大量这样的凹坑，多达成百上千！它们似乎完全没有周期，形状也很奇怪。行星遮挡星光时产生的凹坑通常是对称的：星光先是变暗一点，在这个水平上保持一段时间，然后再变亮回去。而在KIC 8462852的数据中，800天附近出现的那个凹坑根本不是这样；它先是缓慢变暗，然后飞快地变亮。出现在1500天附近的另一个凹坑，在大致轮廓上还叠加着一系列小小的起伏。这颗恒星的亮度还曾明显出现过20天为周期的明暗变化，持续了好几个星期，接着又彻底消失了。


更多开普勒的数据表明，这颗恒星曾以大约20天为周期发生过亮度的起伏变化。但几周后，这一变化又消失了。

那篇论文的作者花了很大力气，去排除一些明显的原因。这不是望远镜或者处理过程产生的假象，这些凹坑是真实的。这也不会是恒星黑子（就像太阳黑子，只不过出现在另一颗恒星上）。我最初的想法是，会不会是某种行星碰撞事件，就像几十亿年前撞击地球产生出月球的那次事件，这会产生出大量碎屑和尘埃云。这些碎块和尘埃云绕着恒星旋转，造成一系列凌星，有可能再现出我们看到的这些现象。

但这个想法的问题在于，这颗恒星的红外线没有任何多余的部分出现。行星碰撞会产生大量尘埃，加热之后则会发出红外线。我们知道KIC 8462852这种类型的恒星应该会发出多少红外线，而这颗恒星发出的红外线数量刚好，并没有更多。红外线的欠缺意味着，那里没有尘埃，或者尘埃极少。

那些天文学家审视的最后一个想法是，有一系列彗星绕着这颗恒星旋转。这些彗星可能被气体和其他物质构成的云团包裹，可能产生观测到的凹坑。红外线的欠缺也困扰着这种解释，但还不太致命。如果另一颗恒星恰好从附近经过，它的引力可能扰乱第一颗恒星的奥尔特云。所谓奥尔特云，是指距离太阳数十亿千米外的一片区域，拥有百亿颗冰质天体。我们认为大多数（甚至所有）恒星都拥有奥尔特云。这样的扰乱会把冰质天体抛向那颗恒星，然后它们会碎裂瓦解，遮挡星光产生出那些古怪的凹坑——其中的冰会被加热，以气体形式蒸腾出来，这也可能解释观察到的一些凹坑的古怪形状。

而且凑巧的是，有另外一颗恒星离KIC 8462852相当近：一颗较小的红矮星就在大约1300亿千米之外。这个距离足以影响奥尔特云了。

不过，这个案子还是了结不了。彗星是个不错的猜测，但很难想象有某个场景，它们能够完全遮挡来自一颗恒星22%的星光。这是一个很大的数量，真的很大！

那么，我们还剩下什么选择呢？

论文的主要作者塔贝萨·波雅江（Tabetha Boyajian）想知道还可能会有什么其他解释，于是她把结果发给了另外一位天文学家，贾森·赖特（Jason Wright）。赖特的研究方向是太阳系外行星，而且无独有偶，他也研究过如何在开普勒的数据里搜寻高等外星文明的迹象。

是的，认真的！

看看我们自己的文明。我们在消耗越来越多的能量，而且总是在寻找更大的能源。化石燃料、核能、太阳能、风能……几十年前，物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）推广了一个有趣的想法：如果我们建造成千上万巨大的太阳能板，把它们送入轨道绕着太阳转，那会怎样？它们会截获阳光，转化为能量，能够传回地球为我们所用。还需要更多能量？那就建造更多太阳能板！一个先进的文明最终可能建造成百上千万甚至上百亿块太阳能板。

这个想法演变成了所谓的戴森球（Dyson Sphere），一个完全包裹住一颗恒星的巨大球体。它在上世纪七八十年代很流行，甚至在《星际迷航：下一代》里有一集还提到过它。戴森从来没有说过要建造一个真正的球体，而是许许多多块小太阳能板可能会构成一个巨大的球体。

但这给探测外星生命带来了一个有趣的可能性。这样一个球，在可见光波段应该是黑的，却可能发出大量红外线。人们寻找过它们，却一直没能找到（很显然）。

再回来看看KIC 8462852。我们会不会是看到了一个正在建造戴森球的高等外星文明呢？巨大的太阳能板（或者太阳能板的集群）宽达上百万千米，有着古怪的形状，有可能产生我们在那颗恒星的光变曲线中看到的那些凹坑。



我猜想，现在你们中的一些人可能会期待我开始奚落这个想法，嘲笑它荒谬，对外星人之类的说法嗤之以鼻。

其实，我还挺喜欢这个想法的。提醒你，我并没有说它是对的，只是说它很有趣。赖特并不是狂热的疯子，他是一位有着扎实背景的职业天文学家。我和他通电话时他告诉我，“有必要提出一个假设，但我们还应该谨慎地去处理它”，我完全同意这个说法。

我认为，很明显，这个场景不太可能是真的。可是，为什么不试试看呢？对这颗恒星进行后续观测，就很容易检验这个想法。虽然可能性低，但赌注够大，所以有可能值得一试。而且这也不算是科学幻想；赖特和其他几位天文学家已经向颇有声望的学术期刊《天体物理学报》（Astrophysical Journal）投稿了一篇论文（尚未发表），分析了这些结构的物理性质，并详述了如何能够在其他恒星周围探测到它们。

在《大西洋》（Atlantic）月刊的一篇报道中（这也是社交媒体上所有消息的最初源头），赖特和波雅江确实提议，使用射电望远镜搜寻来自这颗恒星的信号。建造这一结构的外星文明可能会泄露（或者广播！）无线电波，能够在1500光年以外的地球上被我们检测出来。这是整个SETI计划，也就是搜寻地外智慧生命计划的基础。望远镜的观测时间由一个委员会分配，还不清楚这一提议会不会被通过。我希望能够通过。这应该花不了太多望远镜的观测时间，因为按照正常的假设，这应该不是一个很难探测的信号。

如果信号存在的话。当然，这个可能性仍然非常非常低。不过话说回来，这也不是需要耗费巨资才能完成的艰难壮举。需要花费的精力很少，回报却可能非常大。此外，对这颗恒星的射电观测或许对破解这个谜题也有帮助，哪怕它不是外星人。当然，重要的事情说三遍，外星人的可能性真的不大。

我还支持开展后续观测去搜寻彗星存在的信号（这是波雅江的论文里提到的）。彗星上的一些分子在彗星靠近恒星时会变得相当明亮，这些信号或许也不会太难检测。此外，还有可能只是某种自然现象，暂时还没有人想到它。更多的观测意味着能够得到更多的信息，可能会激发出新的想法。

不管是外星人正在建造巨型装置来满足他们的能源需求，还是可能性要大得多得多的某种更加自然的现象，KIC 8462852都是一颗相当奇怪的有趣恒星。绝对值得对它作更进一步的研究。（编辑：Steed）