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本週特寫  
   

WTF?

二零一七年六月 第二星期
 
 

開普勒望遠鏡(Kepler)自2009年開始運作以來,透過Kepler及K2 Mission至今發現的系外行星已超過2400顆。她的工作原理十分簡單,當系外行星繞行母星公轉時,會根據其軌道、體積、形狀、質量比等諸多因素而產生不同程度的凌星現象,科學家可從觀測所得的光變曲線反推該個系外行星的各種物理特性。

下圖是一個繞行F型恆星的熱木星(Kepler-2b)於2009年年中所產生的光變曲線:


典型的系外行星凌星光變曲線就如上圖所示般─對稱、平滑、變化不多於數個‰。天文學家早已處理個數千個比這再複雜的光變曲線,可是,在開普勒任務的芸芸150,000多個目標中,KIC 8462852的光變曲線卻令天文學家困惑不已。


以系外行星的標準來說,KIC 8462852的光變曲線可說是凌亂不堪。由DIPS 7-10中可見光度變化模式過於凌亂,很難想像是由一顆或多顆行星所造成。而且,DIP 5及DIP 7所顯示的光度變化接近20%是前所未見的。KIC 8462852及Kepler-2b的母星同為F型主序星,試想像當比木星還要大的Kepler-2b只能做成5‰的光度差,而KIC 8462852則是200‰。科學家把這個怪異現象稱為Where’s the flux(WTF)。

綜上所述,要做成光度變化如此奇特的物體很可能擁有十分龐大的截面面積且形狀不規則。若果母星是年輕或是年老的恆星,則可能是吸積盤或星塵;或是系外行星毀滅性碰撞後形成大量小行星,所做成的不規則掩食。可是KIC 8462852已確定是主序星,而且根據紅外線觀測數據,並沒有與星塵或行星碎片等相對應的紅外線特徵。

現時其中一個可靠的說法指做成凌星的天體,是以半長軸不多於30AU的彗星軌道繞母星公轉的小行星群。除此之外,天文學家亦提出另一個可能的情況─戴森雲(Dyson swarm)。戴森雲是指現代科學家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)提出的假想結構,他指文明持續發展,最終而最有效的能量來源必定來自母星。高度發展的文明可能會為了截獲能源而於母星外圍興建環狀或球狀的結構,稱為戴森雲或森球。戴森結構一直被搜尋地外文明計劃(SETI)視為可行並重要的地外文明指標,而KIC 8462852的光變曲線亦於一定程度上乎合戴森雲的情況,因此,KIC 8462852已被列為受關注的SETI目標之一。

不過,不論是Where’s the flux論文第一發表者Tabetha Boyajian還是提出戴森雲解釋的Jason Wright都提醒大眾,現時所有發表的只是未經證實的假說,傳媒及大眾不應過度詮釋。現時最需要的是持續的觀測數據,因此天文學家於上年在kickstarter發起了眾籌活動,成功籌得約100000美金以支援KIC 8462852的持續監察。

而持續監察的工作終於得到回報,於約一個月前(14/05/2017),KIC 8462852的光度再次變化,新的觀察數據應該能幫助天文學家更好地了解到底Where’s the flux?


參考資料:
Boyajian, T. S., LaCourse, D. M., Rappaport, S. A., et al. 2016, MNRAS, 457, 3988
Wright, J. T., Cartier, K. M. S., Zhao, M., et al. 2016, ApJ, 816, 17

Tabetha Boyajian的KIC 8462852研究團隊部落格
http://www.wherestheflux.com/

Jason Wright的部落格
http://sites.psu.edu/astrowright/

Kepler任務網頁
https://www.nasa.gov/kepler/discoveries

延伸閱讀:
卡爾達肖夫指數(Kardashev Scale)

 

天文導師
霍啟東

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