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真的找到外星文明的巨大建築了嗎?

2015/10/27 | | 標籤:

有這種事?新聞說天文學家找到外星文明的巨大建築!大概又是什麼月球背面有超大型金字塔的唬爛網路文,哈哈哈哈,哪有那麼好騙。

不過仔細看下去,發現有的新聞標題雖然聳動,但這的確是很有意思的發現,而且引發天文界不小的爭論。撇開外星人不說,正反雙方的討論其實都很有啟發性。

就讓我們來看看這到底是怎麼回事,首先要從美國的「克卜勒太空望遠鏡」(Kepler space telescope)談起,因為是它發現在1480光年之外的一個巨大的怪「東西」。

克卜勒太空望遠鏡至今已經找到上千個太陽系外的行星,包括前一陣子轟動一時的「地球2.0」。(圖片來源:NASA)

克卜勒太空望遠鏡至今已經找到上千個太陽系外的行星,包括前一陣子轟動一時的「地球2.0」。(圖片來源:NASA)

克卜勒太空望遠鏡的任務是尋找環繞其他恆星的行星,它是用「凌日法」間接觀察行星的存在:當一顆行星繞行到它的母星前,會把它的光擋住,讓母星的光看起來暗一點。克卜勒利用長期的觀察,可以看出那顆星星的光多久會暗一次,就可以算出行星公轉的周期和軌道半徑。行星越大顆,遮住的光線就越多。前一陣子很轟動的地球2.0就有讓它的母星有這樣的光線變化:

「地球2.0」(Kepler-452b)凌日時造成的亮度變化,因為母星與行星都是對稱的球型,所以測出來的亮度曲線也是對稱的。注意這一顆比地球略大的行星遮住母星時,只擋住0.02%的光。(圖片來源:Jenkins et al.)

但是當克卜勒望遠鏡觀察這一顆1480光年之外,編號KIC 8462852的恆星,看到的卻是這樣的光線變化:

克卜勒太空望遠鏡對KIC 8462852觀測4年多的結果,發現它的亮度大幅減少了好幾次,其中第1520天亮度減少達20%!而且亮度曲線的形狀詭異,與對其他恆星被行星擋住時的觀測結果完全不同。下面的兩個圖是上面兩組亮度減少曲線的放大圖。橫軸的單位是天。(圖片來源:Tabetha Boyajian et al.

和一般行星凌日的觀測相比,這個亮度變化非常奇怪:

  • 那個「東西」其實是一群「東西」造成多次的凌日事件。
  • 如果把木星這個巨無霸擋在KIC 8462852前面,只會讓它的亮度減少約1%;現在它的光線亮度在第792和第1520天減少15-20%,這兩個擋住光線的是很大很大很大的「東西」,半徑幾乎是母星的一半。
  • 亮度的變化並不對稱,所以那群「東西」不是球型。
  • 那「東西」的公轉週期超過四年,或根本沒有繞行KIC 8462852。

KIC 8462852奇特的光線變化早就被參與克卜勒計劃的志工發現,天文學家就用其它的望遠鏡更仔細觀察,並且測量它的光譜,並且分析了各種「自然狀況」的可能性,發表了一篇論文總結下面幾點:

  • 克卜勒望遠鏡測量時一切正常,得到的亮度曲線是真的
  • 那群「東西」不是充滿塵埃的原始星盤,因為這一顆星已經不年輕
  • 那群「東西」不是恆星的黑子
  • 那群「東西」不是行星碰撞造成的大量的碎片,因為其它的望遠鏡沒有看到碰撞餘溫散出的紅外線
  • 那裡的重力場受到擾動,導致星系外圍的大批彗星掉到KIC 8462852的附近。他們用強力望遠鏡,還真的發現附近不遠處有一顆小恆星,可能就是擾亂重力場的元兇。

望遠鏡裡的KIC 8462852附近真的有一顆小型的恆星,確有可能擾亂KIC 8462852的歐特雲(Oort cloud)裡面的大冰球,變成彗星。(圖片來源:Boyajian et al.)

這一篇文章的作者因此認為,那「東西」最有可能是一大群彗星。不過要有一大群很大的彗星,不是不可能,但好像有點奇怪,需要多少的彗星才能遮住母星這麼多的光。

後來又有人提出,曾經觀測到恆星因為自轉速度太快,強大的離心力會把自己拉得又矮又胖,造成表面亮度不均勻。如果KIC 8462852也是個矮胖的星星,而且正好有行星以特殊的角度從前面經過,就會產生下圖的亮度曲線。咦,真的有像,不過未免太剛好了吧,而且KIC 8462852自轉速度也沒有這麼快~~仍然無解。

如果恆星自轉速度太快,強大的離心力把自己拉得扁平,就會產生“ gravity darkening”效應,南北極比赤道亮。在特殊的情況下,有可能產生觀測到KIC 8462852的亮度曲線。(圖片來源:Desdemona Despair

所以現在的問題是:還沒有一種「自然狀況」能夠完整解釋觀察的結果。或許還有一個可能:這「東西」不是天然的,而是「人造」的。

有些天文學家非常興奮,因為克卜勒望遠鏡所觀察到的有些符合假想中的「戴森球」(Dyson Sphere),這是物理大師Freeman Dyson在1960年代提出的構想:當一個文明不斷發展,需要越來越多的能源,最後一定會要整個恆星等級的能源才夠,這樣的文明可以用巨大的太陽能板把整顆恆星罩起來,這樣的巨大球形太陽能罩就是戴森球。

以地球軌道為半徑的「戴森球」,把太陽包在裡面,吸收太陽光為能量。不要問我戴森球怎麼做的這種技術性問題,反正外星人就是有辦法。(圖片來源:維基百科)

如果是這樣,KIC 8462852的星系裡可能有個正在進入「卡爾達肖夫指數」(Kardashev Scale)第二型的先進文明正在構建的「戴森球」雛形,或該說是許多繞行母星軌道的巨型太陽能板組成的「戴森雲」(Dyson Swarm),其中的「一小部分」不小心被克卜勒看到。也可能是古文明的遺跡,外星人已經滅絕,只有部分遺留下來的太陽能板仍在軌道上繞母星旋轉。好了,不說了,再說下去就不是科學。若您喜歡繼續幻想,可以參考《這一次真的找到先進的外星文明?》。

如果這真的是外星人的部分戴森球,他們可能要用無線電遙控太陽能板,而那些巨型太陽能板也要把能量傳給外星人的行星,因此地球可能有機會截聽到他們的電波傳輸。專門尋找外星人的SETI已經用大型天線瞄準KIC 8462852,看看能不能收到特別的信號。

有天文學家認為KIC 8462852的奇異亮度曲線可能是部分的戴森球所造成的。(圖片來源:Plusk)

有天文學家認為KIC 8462852的奇異亮度曲線可能是部分的戴森球所造成的。(圖片來源:Plusk)

不過喜歡外星人的朋友先不要太興奮,戴森球的假說乍看之下符合目前的觀測,但仍然有問題,比如它公轉的周期超過4年(如果是周期性的),軌道離母星相當遠,遠超過KIC 8462852適居帶的半徑,那些外星人好像沒有理由捨近求遠,做這麼大的戴森球。

真的找到外星文明的巨大建築了嗎?不應該排除這個可能,但是可能性很低。要記住天文學家有不少錯認外星人的紀錄,當年首次發現脈衝星(Pulsar)放射的電波脈衝時,人們也以為那是外星人發送的信號,稱訊號源為“LGM”,意思是小綠人Little Green Men;今年初天文學家發現一組外太空來的信號,含有特殊的數學規則,可能是智慧文明的產物,後來證明是天線底下的微波爐加熱時所發出的信號…訊號果然是來自智慧的文明——地球文明!


參考資料:

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