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新闻说科学家发现有外星文明迹象,但科学家的研究其实是这样的……

本帖由 漂亮的石头2015-10-19 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    如何解读「疑似超级外星文明‘戴森球’迹象被发现」这则新闻?

    [​IMG] 李刚,天文系学生

    可以从这个地方找到这文章。http://arxiv.org/abs/1509.03622。总体上说,文章中没有提到和外星人的一毛钱关系,最后用彗星掩星的方法解释了恒星光度的变化。当然学术论文和作者在接受采访时的回答肯定不能一样,一有记者问,都想说点有意思的东西嘛~

    文章标题:

    这篇文章的名字叫做 Planet Hunters X. KIC8462852 - Where's the flux? 大意就是“行星猎手 X,KIC8462852-它的流量都去哪了?” KIC8462852 是这颗星的名字,而流量是指单位时间被过单位面积的光的能量。所以标题翻译成大白话就是:

    有颗星怎么就变暗了?

    翻译一下摘要:

    通过 kepler 计划,KIC8462852 被观测到了不规则形状非周期性的光变,下降辐度达到了 20%,时间可持续 5 到 80 天。作者分用高分辨率光谱,光谱能量拟合观测了目标,并对光变曲线做了傅利叶分析。他们发现这颗星是个主序的 F3V/IV 星,自转周期 0.88 天,红外波段没有明显的增强。文章中给了很多解释,但都有困难。他们考虑了尘埃的作用,觉得这是由那颗星周围的彗星引起的。

    摘要给出了这篇文章的工作。和外星文明一毛钱关系都没有啊……

    光变曲线:

    看看这颗星的光变曲线是什么样的:光变曲线就是亮度随时间的变化。下图可以看出,这颗星大部分时间里,亮度是没有啥变化的,但是在 Time=800 和 time=1500 多一点的地方有一个特别明显的下降上升过程,而且 time 过了 1500 后,亮度开始有明显的波动。

    [​IMG]

    给出一点细节

    [​IMG]

    以上就是摘要中提到的不规则非周期光变。

    那规则周期的光变是啥样的呢?正好我就是做规则周期光变的方向的,来上一些一般意义上的周期变星的光变曲线以做对比。

    [​IMG]

    (在逗我??)

    (其实我们看到这文章中的光变曲线,第一反应是望远镜坏了)

    回到本题文章中

    文章中对光变曲线做了傅立叶分析。傅立叶分析是个神器,他能把时间信号中的周期信息提取出来。

    [​IMG]

    唉,看来这颗星也不是完全没有周期嘛,只是周期隐藏得比较深,人眼不能一下子看出来。这颗星的光变曲线有个 0.88 天的周期。如果这是自转周期,那么对应的自转速度是

    [​IMG],对应的最小恒星半径是 1.46 个太阳半径,与 F 型星的半径一致。他们又用了短时傅立叶变换(short-term fourier transform),发现数据分成 20 天的短部分。

    来看光谱:

    他们用西班牙的一个 2.56 米望远镜拍了 R=47000 的高分辨率光谱,得到了恒星的基本参数,F 型星,6750K。不过这颗星的光谱看起来很一般,没啥特别的,只是发现了从恒星到我们之间有个钠 D 线,这团星际介质的速度是 [​IMG]

    成像!

    之前都是测光和光谱的观测,现在要去拍照片了!

    已经有的照片说这颗星的点扩散函数有点怪,可能有一颗伴星呢!作者用 keck 望远镜的自适应光学技术拍了一张新的照片,果然有一颗距离是 2 角秒的伴星。

    [​IMG]

    上图是不是觉得星点不是很圆?很可能有一颗伴星没有被分解开,然后大 keck 一出手,效果拔群。

    [​IMG]

    (这图像居然是用 IDL 处理的呢 233333)文章中说还不清楚是不是物理双星。就算是物理双星,两颗星的距离也有 885 个天文单位,次星也不可能影响到主星的活动。

    下一段有点烦,做了做光谱分析,不想看了,直接跳过看解释吧。

    是仪器坏了么?好像不是,作者仔细检查了原始数据,认为光变就是真实的,astrophysical in origin.

    那就是内禀的光变了?作者认为,这颗星没有红外超(红外波段的异常),也没有发射线,温度也低,不太满足变星判据。

    外部光变?不可能是那颗伴星的,因为伴星很暗,造不成如此大幅度的变化。

    环恒星尘埃的遮掩?就是如果这颗星周围有好多尘埃,一会儿把星给遮上了,一会儿把星露出来,那么有可能造成亮度的变化。这颗星没有红外超和吸积盘的证据,所以它不是年轻的金牛座 T 型星。可能是气体为主的原始行星盘的作用,也可能是拉碎的彗星。甚至是行星系统碰撞的后果。

    文章的总结是这么说的:

    在这个文章中,我们展示了一个开普勒视场中独一无二的源,KIC8462852。我们展示了对这颗星和星的周围环境的观测,分析了这颗星奇特的和不奇特的特性。奇特是指光变曲线的下降,不奇特是指它只是一颗普通的 F 型星。我们呈现了大量的方法去解释这颗星的光变,大多数是不成功的。但是,我们认为彗星是最引人注目的解释。

    对 KIC8462852 的观测应该继续,以解决它的谜团。首先,长时间的测光观测应该开展,以便观测到下一次光度下降现象。知道有没有下一次的光度下降是很有帮助的。如果有,那是周期性的么?大小和形状会变化么?一方面,下降的越多,那么缺少红外发射的问题就越大。同样地,在彗星解释中这不会再有下一次光度下降了;下降存留的越久,轨道周围物质分布就越远。得到下降光变曲线的颜色信息能帮助决定不为人所知的尘埃的大小。在另一方面,是行星系统碰撞的后果,由残骸引起的光度下降会在 2017 年五月重现。不幸的是,预言在 2015 年 4 月出现的现象没有观测到。在和 MEarth 团队的合作下,对目标源的观测一从 2015 年秋天开始了。这会让我们建立一个坚实的观测对比。

    有些被提到的方法因为缺少红外超而被否定,但是彗星的解释也要红外超啊。不过,如果这是一个有时间有关的现象,现在本应该能观测到红外超。在彗星的解释中,随着彗星团通过近心点,红外发射的水平会变化得很快速(它们凌星时也是)。WISE 的观测在 Q5 时被开展,所以观测到红外超也是有可能的。我们承认在红外波段长时间的监测要求大量的资源和设备,当光学波段发现变化后,再用红外波段观测才是坠吼地。

    我们最好的理论要求有一群的系外彗星。一方面,我们想象如此密集的彗星会被一颗路过的恒星的扰动所引起。事实上,真有这一颗星在旁边,如果这颗伴星靠近 KIC8462852,但是没有被束缚住,也是能引起大量的彗星进入主星的临近区域的。在另一方面,如果伴星被引力束缚住了,它会把彗星的偏心率吸得变大。测量伴星相对主星的轨道和运动会告诉我们是否它被束缚,然后我们就能做出更加严格的预言,预言出更好的时标和重复出现的时间。最后,彗星能释放气体,如果能观测到气体,也能证明我们的假说。

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