Наукова група з понад 200 дослідників, очолювана Табетою Бояджан (Tabetha Boyajian) із Йєльського університету (США), зробила ще один крок до остаточного вирішення таємниці «найзагадковішої зорі Всесвіту». KIC 8462852 або «Зоря Таббі» («Tabby’s Star» — названа в честь її першовідкривача) — насправді звичайнісінька зоря. Її діаметр приблизно на 50 відсотків більший сонячного, вона лише на 1000 градусів гарячіша, ніж Сонце і лежить на відстані 1000 світлових років від нього. Однак, вчених заінтригувала специфічна поведінка зорі — зміни її яскравості спантеличували науковців: час від часу зоря сильно тьмяніла, потім поверталася до нормального блиску, а далі — ставала ще яскравішою.
Зміни яскравості «Зорі Таббі» були непередбачувані, хаотичні, нетипові для таких небесних об’єктів — їх розмах сягав 25—30% від нормального блиску. Для прикладу, можна навести спостереження 23 травня 2016 року, коли яскравість зорі впродовж кількох годин зменшилася на 25%, але через півтори години зоря, як нічого не бувало, «забула» про цей прикрий збій. Поряд з цим, зафіксовано зміни яскравості зорі протягом кількасот днів (аж до півтори тисячі). Доповнити чудернацьку картину варіацій блиску цієї зорі можна і згадкою про зменшення її загальної яскравості на 0,16% за останні 100 років.
Зоря KIC 8462852 в інфрачервоному (огляд 2MASS) та ультрафіолетовому (огляд GALEX) діапазонах спектра. Фото з сайту https://phys.org.
Що стосується явища зміни блиску зорі, то така особливість її поведінки аж ніяк не дивина у Всесвіті — практично всі зорі, більшою чи меншою мірою, «грішать» таким чином — їх так і називають — змінні зорі. Змінність цілого класу цих зір пояснюється фізичними процесами в їх надрах. Проте, спектральний клас «Зорі Таббі» і деякі особливості спектра суперечать можливості пояснення змінності її блиску суто внутрішніми процесами. Зоря не дає додаткового інфрачервоного випромінювання, яке можна було б очікувати, якби в зоряній системі був присутній великий диск чи планети. Спектр також не показав жодних дивних спектральних ліній, які б вказували на наявність речовини, що наближається до зорі (або витікає з неї).
Водночас, амплітуда варіацій блиску — до 20% — однозначно свідчить про те, що розміри агента, який час від часу блокує випромінювання зорі, мають бути співставні з її власними розмірами. Адже найбільша планета Сонячної системи — Юпітер — здатна зменшити світловий потік від Сонця всього на один відсоток.
З огляду на цю обставину і зважаючи на той факт, що свого часу, при формуванні програми пошуку екзопланет — планет в інших зоряних системах — з використанням спеціалізованого вузькопрофільного космічного телескопа «Кеплер» (Kepler) — «Зоря Таббі» потрапила до переліку потенційних об’єктів дослідження (загалом цей перелік містив аж 200000 зір), астрономи ретельно перевірили всі отримані космічним апаратом спостереження і ...не виявили в цій зоряній системі екзопланети. Проте метод, який використовують в цьому варіанті пошуку екзопланет, — метод транзитів (проходження планети по диску зорі при оптимальній орієнтації орбіти екзопланети відносно світила) — дозволив розширити коло можливих причин змін блиску зорі.
Неодмінною умовою запропонованих варіантів була обов’язкова регулярність змін блиску — орбітальний рух будь-якого агента-блокувача навколо зорі вимагає наявності на кривій блиску зорі чіткої періодичності. Серед потенційних винуватців розглядали густі газо-пилові хмари, які час від часу попадають в поле зору земного спостерігача. В інших варіантах фігурують великі рої невеликих планетних тіл — планетезималей, майбутніх планет (щоправда, процеси формування планет в системі «Зорі Таббі» вже далека історія — її до молодих зір віднести важко). Ще один, дещо екстравагантний варіант — зоряний канібалізм — поглинання зорею своєї планети. При деякій модифікації цієї моделі можливе існування навколо планети густих газо-пилових хмар, в яких вільно плавають окремі планетоподібні об’єкти, яких зоря ще не встигла поглинути. Деякі вчені запропонували віднести зорю до класу несправжніх зір, таких собі «бридких каченят» (misbehaving stars).
Запропонований Табетою Бояджан варіант пояснення аномалії «Зорі Таббі» спровокував справжнісінький «вибух» інтересу до зорі, хоча і не зовсім з боку науковців. Головний автор дослідження вважає, що зміни яскравості зорі спричиненв наявністю навколо зорі сфери Дайсона — гігантських об’єктів (наприклад, колекторів світла), які високорозвинена позаземна цивілізація збудувала для акумулювання енергії своєї зорі. Колись Фріман Дайсон припустив, що такі структури будуть логічним наслідком довготривалого виживання та збільшення енергетичних потреб технологічної цивілізації, і вказав — пошук доказів існування таких структур може призвести до виявлення високоінтелектуального позаземного життя.
Ще один член наукового колективу, директор центру досліджень SETI Ендрю Симіон (Andrew Siemion) висловив схожі міркування: «Можливо, ми маємо справу з надзвичайно розвиненою цивілізацією, яка створила велику мережу колекторів, щоб накопичити величезні запаси енергії від зорі. Можливо, крива блиску своєю неординарністю свідчить про те, що навколо зорі обертаються штучно створені об’єкти. У подальшому ми плануємо з допомогою великих оптичних і радіотелескопів, розташованих на Землі, спробувати зареєструвати інші типи випромінювання цієї зоряної системи. Наявність цих випромінювань вказуватиме на можливе існування технологічно розвиненої цивілізації біля цієї зорі».
Більш скептично налаштовані науковці дотримуються думки, що спроба пов’язати в єдине ціле мерехтливу зорю і космічні ознаки позаземного життя є надміру оптимістичною та нереальною.
Щодо кричущої екстравагантності гіпотези Табети Бояджан її колега Джейсон Райт (Jason Wright), доцент кафедри астрономії та астрофізики університету штату Пенсильванії, висловився відвертіше: «Посилання на участь інопланетян у вкрай складних ситуаціях завжди має бути останньою гіпотезою, яку варто розглянути, але ситуація із «Зорею Таббі» є саме такою, яку ми очікуємо від неземної цивілізації».
Хоча телескоп «Кеплер» за чотири роки спостережень лише розігрів інтерес до «Зорі Таббі», але закінчення його першої місії в 2013 р. і мала інформативність спостережного матеріалу — спостереження виконували в обмеженому спектральному інтервалі — поставили на порядок денний питання проведення більш систематичних, рафінованих і, головно, цілодобових спостережень в різних ділянках спектра.
Оскільки гіпотеза «чужоземної мегаструктури» виявилася вкрай співзвучною надіям багатьох землян, Бояджан використала кампанію Kickstarter для забезпечення фінансування спостережень з допомогою Обсерваторії Лас Камбре (Las Cumbres Observatory, LCO) в мережі робототехнічних телескопів по всьому світу. LCO могла контролювати зорю цілодобово, збираючи всі дані, потрібні для виявлення короткочасних змін блиску світила. Понад 1700 людей пожертвували понад 100 тисяч доларів, які дозволили створити розгалужену сітку телескопів на різних континентах.
Науковці уважно спостерігали зорю в обсерваторії Лас Камбре з березня 2016 р. по грудень 2017 р. Починаючи з травня 2017 р., виявлено чотири окремі епізоди, коли зоря потьм’яніла. Прихильники кампанії, спрямованої на мобілізацію грошових коштів, проголосували, щоб назвати перші два послаблення Елсі та Селеста. Останні два були названі в честь давніх втрачених міст — Scara Brae в Шотландії та Angkor в Камбоджі. Дослідники зазначають, що багато в чому те, що відбувається із зорею, подібне до історії втрачених міст.
Крива блиску зорі KIC 8462852 в травні—червні 2017 р. Фото з сайту https://phys.org.
У травні 2017 року команда науковців зареєструвала перший мінімум блиску зорі в рамках виконання нової спостережної кампанії, що закінчилася в серпні 2017 р. Коли почався спад блиску, Бояджан попередила про це астрономічну спільноту, — це привело до різкого збільшення спостережних даних від різних телескопів і обсерваторій зі всього світу. Десятки наукових груп отримували дані у видимому, інфрачервоному й навіть в радіодіапазоні. Було виконано спектральні й поляризаційні спостереження.
Про що розповіли нові спостереження
Результати опрацювання даних, зібраних Бояджан та її колегами в партнерстві з Обсерваторією Лас Кумбре, тепер доступні в журналі Astrophysical Journal Letters.
«Ми сподівалися, що коли нам, нарешті, пощастить досконально спостерігати хоча б одну подію сильного ослаблення блиску зорі в режимі реального часу, ми зможемо побачити, чи однакова амплітуда зміни блиску на всіх довжинах хвиль. Якщо вони виявляться майже однаковими, це означатиме, що причиною цієї зміни є наявність в оточенні зорі якихось непрозорих природних утворень, типу орбітального диску, планети чи зірки, або ж навіть великих структур», — зауважив Райт, співавтор статті. Замість цього команда виявила, що зоря набагато слабшає тільки на деяких довжинах хвиль, але не на всіх.
На ілюстрації зображено гіпотетичне пилове кільце навколо зорі KIC 8462852, відомої як «Зоря Таббі». Астрономи виявили, що затемнення зорі протягом тривалого періоду слабкіші в інфрачервоній ділянці спектра і сильніші в коротких ультрафіолетових хвилях. Таке почервоніння характерне для частинок пилу і не відповідає більш химерним концепціям «чужоземної мегаструктури», яка б рівномірно ослаблювала блиск зорі на всіх довжинах хвиль. Вивчаючи спостереження на телескопах Spitzer та Swift, а також на бельгійській обсерваторії AstroLAB IRIS, дослідники змогли краще визначити розмір пилових частинок. Виявилося, що ці розміри лежать в межах діапазону, характерного для дисків з пилом, що обертаються навколо зір, і більші, ніж розміри частинок міжзоряного пилу. Фото з сайту Фото з сайту https://phys.org.
«Пил, швидше за все, є причиною того, що зоря тм’янішає або яскравішає. Нові дані показують — різні ділянки спектра блокуються по різному. Тому таємниче «щось», що проходить між нами і зорею, не непрозоре, як слід було б очікувати від планети або чужої мегаструктури», — підкреслила Бояджан.
«Спостережувані нами явища відносно старі, ми спостерігаємо за тим, що сталося понад 1000 років тому», — написали в статті автори. «Вони майже напевно викликані чимось звичайним, принаймні в космічному масштабі, хоча, це робить їх ще більш цікавими. Але, найперше, вони загадкові».
«Результати останнього дослідження знімають питання чужоземної мегаструктури, але підвищують вірогідність інших явищ, що стоять за затемненнями», — зазначив Райт. «Є моделі, що розглядають орієнтовну речовину, наприклад, екзо-комети. Ці моделі були оригінальною гіпотезою наукової команди, і вони, здається, узгоджуються з отриманими нами даними». Райт також зазначає — «деякі астрономи висловлюють думку про те, що насправді ніщо не блокує зорю і що вона змінює свою яскравість в результаті дії якихось невідомих нам причин, і це також узгоджується з даними, отриманими цього літа».
Натомість Бояджан заявила: «Це дуже зворушливо, я так вдячна всім людям, які зробили свій внесок в нашу дивовижну роботу — громадським вченим та професійним астрономам. Дуже привабливо, що всі ці люди допомагають по-різному зрозуміти це явище».
Говорити про остаточне вирішення проблеми аномальної поведінки «Зорі Таббі» ще рано, це тільки перші спроби тверезого погляду на цікаве явище. В роботі у 2016 р. Бояджан і її колеги прогнозували, що наступні падіння блиску розпочнуться в травні 2017 р. — справді, їх прогноз справдився. Якщо цей сигнал буде періодичним, спроби його виявити треба виконати ще раз в червні 2019 року — наполягає Бояджан. Будь-яка періодичність допоможе пояснити природу джерела пилу та його взаємодію зі світлом зорі.
Заяви астрономів про успішне пояснення причин спорадичних, дуже нерегулярних зменшень яскравості блиску «найзагадковішої у Всесвіті зорі» — «Зорі Таббі» — делікатно обминають одну особливість — два явища збільшення її яскравості тривалістю біля 200 днів, які спостерігали ще до запуску космічного телескопа «Кеплер». Щоправда, лише два таких факти ще не причина, аби викинути в «смітник» всі астероїдні і планетні теорії про потьмяніння зорі, але ці факти накладають серйозні обмеження на інші, екзотичніші сценарії, зокрема зіткнення планет із зорею або існування на її орбіті гігантського кільця пилу шириною майже мільярд кілометрів. Можливо, теорія «чужоземної мегаструктури» буде не найекзотичнішою в цьому переліку.
За інф. з сайту https://phys.org підготував Георгій Ковальчук
