2017 年 5 月以来有哪些关于 KIC 8462852 疑似戴森球的最新消息?

“如果它的亮度下降是周期性出现的,那么遮挡物应该是同一团物体,并且我们有望在明年(2017年)5月份再次看到下降” 之前那个疑似戴森球的消息现在怎么样…
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上次被怀疑为“戴森球”的那颗星,它那难以解释的变暗现象如今又再次出现了。

前情提要:

2015年:可能发现了一个戴森球是怎么回事? - 知乎

2016年:之前那个疑似戴森球的消息现在怎么样了? - 知乎

去年的文章里提到过,这颗“神秘恒星”(KIC 8462852)的发现者,Tabetha Boyajian 在过去一年里一直用 LCOGT 的小望远镜组成的网络对这颗星进行持续观测。

终于,功夫不负有心人,2017年5月19日,她发现这颗星再次出现了预计当中的变暗,在两天之内下降了大约 2%:

因此她立即向众多同事群发了电子邮件请求帮助进一步观测。


紧接着,正在世界各地天文台工作的天文学家纷纷启动了机动目标观测时间(缩写ToO,Target of Opportunity)对 KIC 8462852 进行了观测。

下图是 APO 3.5米望远镜的一部分高分辨光谱观测结果。黑色是 KIC 8462852,红色是模型拟合光谱。

上:一次电离钙在 390nm (Ca II HK)的吸收线。从图上可以看到线心不存在来自恒星色球层的发射线, 表明 KIC 8462852 是一颗不活跃的恒星。

上:Hα与Hβ 部分的光谱(黑色)。同样不存在明显的发射。

中性钠原子(Na I)的 D 线光谱可以看到明显的两个尖峰结构,代表我们和这颗星的视线连线上存在不止一团的星际物质,而恒星本身的 NaI D 吸收线则因为自转很快而变得非常扁平。这是之前就已经知道的。


同样正在用 Keck 望远镜工作的天文学家也用高分辨光谱仪(HiRES)拍摄了光谱,得到类似结果:

到了 5月21日,LCOGT 的光变曲线显示这颗星的亮度又开始回升:

很快大家就发现,最近刚刚出现的这次亮度下降和上升的变化过程与开普勒望远镜在4年前探测到的那次亮度变化基本上符合。

如图所示,不同颜色的点是这次用不同地面望远镜测量到的结果。黑色虚线是开普勒望远镜4年前的曲线。地面望远镜不像开普勒望远镜有那么高的测光精度,但是可以看到虚线基本落在了误差棒的范围之内。

艾伦望远镜阵列(ATA)也已经开始了对 KIC 8462852 的监听:

Liverpool 望远镜的中分辨光谱观测结果:

红色是去年7月的光谱,白色是5月20号变暗 2% 之后的光谱。至少从肉眼上,在几条明显的吸收线上看不到明显差别,符合几何吸收体的特征。小的差别是由于仪器(CCD 的干涉条纹)引起的。

刚刚过去的这个周末里,KIC 8462852 让很多天文学家和爱好者都非常忙碌。很多天文台都将望远镜指向了这颗不平凡的星星,在美国变星观测者协会(AAVSO)的网站上可以看到活跃的业余爱好者的数量也迅速增加。后续观测才刚刚开始,目前下结论还为时过早,接下来的几个月里让我们拭目以待。我会在本文里实时更新有关KIC 8462852的进展。


2017-05-23 更新:

从Jason Wright 在推特上贴出的最新光变曲线来看,这次变暗结束了,恒星的亮度恢复正常。本次事件持续了大约5天,最暗的时候亮度下降了2%。不过从4年前开普勒望远镜观测到的光变曲线来看,近期还有可能会出现更大幅度的变暗。

2017-05-25 更新:

Brooke Simmons (twitter.com/vrooje ) 给出了 5 月 20 日 Lick 天文台的光谱,“看上去没有什么异常”。

B. L. Gary 表明这颗星在 2015 年以来已知在持续变暗,速率为每年 0.76 %,变暗速率是开普勒望远镜前1000天得到的数据的2倍。KIC 846

在昨天新张贴的一篇 paper 里,西班牙的一组天文学家提出带环行星+特洛伊小行星群的假说(Will the Trojans return in 2021? ),具体见 @黄崧 在本问题下的回答:2017 年 5 月有哪些关于 KIC 8462852 疑似戴森球的最新消息? 简单来说,行星的轨道周期是12年,开普勒观测到的T=800天的光变是行星本身,1540天是特洛伊小行星群,刚刚看到是行星躲到恒星背后的事件,也就是所谓的“次食”(secondary eclipse)。如果该假设成立,那么2021年会看到另一群特洛伊小行星,2023年看到下一次行星凌星。

在另一篇 paper 里,华盛顿大学的 J.I.Katz 提出,这次事件和上一次的间隔 750 天恰好是开普勒望远镜公转轨道周期的2倍,因此遮挡物位于太阳系外围柯伊伯带中,可能是类似行星环的结构,我们下一次会在正好一年后再次观测到遮挡。([1705.08377] Tabetha's Rings


2017-05-27 更新:

Tabby Boyajian 给出了这次变暗事件的完整光变曲线:

从这次曲线上看凌星的形状很不规则,其下降过程比较平缓,上升过程比较缓慢,而且有反复,暗示遮挡物的形状不对称。

2017-06-12 更新:

评论里提醒说前几天亮度又增加了,实际并没有。

这是Bruce Gary 的测光数据。来自 KIC 846 亮度上升是由于 r' 波段的测量误差引起的。下面是LCOGT得到的亮度数据:


6 月 2 日来并没有任何证据显示有什么异常。最左边 x =1 对应 6月 3 日。Bruce Gary的曲线明显是“过度拟合”了。

我将在接下来的日子里继续关注新的消息,如有重大变化一定会更新。


2017年6月16日更新

Bruce Gary 报告 6月11 日起这几天又出现了快速下降,截止目前已经下降了2%。

下降得到了 TRAPPIST 的证实:


但是 LCOGT 的数据表明下降并不显著(2017-06-12 = 2457916.5)


看来大家都不是特别喜欢读paper啊,我就是个报信的。。。对这个模型的感兴趣之处在于观测预言的部分,至少这是一个可以证伪的模型。说奥卡姆剃刀的同学,你真的觉得外星人建立巨型机构从恒星提取能量更“简洁”吗?系外行星和时域天文都是不算非常成熟的领域,看到完全没想到的新现象是再正常不过的,说戴森球的同学,曾记得小绿人否?


作者在文章中说更具体的关于D793光变的模型会在后面另一篇文章中给出。你们懒,我这个外行只好来翻译了

-- 关于尘埃红外发射,if dust is farther away than 0.2-0.3 au from the star it wouldn’t be detectable by WISE or Spitzer (see Boyajian et al. 2016; Marengo et al. 2015) ;如果尘埃的位置离恒星比较远,不被探测到的可能性很大。(WISE和Spitzer的分辨率和灵敏度都有限)

-- Hydrodynamic simulations of protoplanetary disks (Laughlin & Chambers 2002) show that dust and disk material lingers in the Trojan stable regions of a planet, remaining there after the planetary formation process is complete. Additionally, violent events in the past could also have led to the capture of objects in these regions (Morbidelli et al. 2005). Thus, stable Trojan bodies related to exoplanets should be commonplace

流体力学模拟的原行星盘里可以看到类似的稳定特洛伊(听你们的,我改叫特洛伊好吧,虽然发音就是特洛央。。。)小行星群结构。过去的暴力事件也可以增加小天体被俘获进这个区域的可能性。

-- Although in our Solar System the Trojan-to-planet mass ratio is low (<10−8), extrasolar planets may have more massive Trojans, perhaps even with ratios as large as one-to-one (Ford & Gaudi 2006)

尽管木星附近的特洛伊小行星的质量很低,有证据显示特洛伊小行星群的质量可以和行星本身一样。这样的一大群小行星可以产生很深的光度衰减(后文说的,太长了,没有贴上来)

-- The presence of substructure points to the possibility that we may be observing a cluster or clot of smaller bodies, probably gravitationally linked.

D1500的光度衰减显示了复杂的子结构,暗示了被重力相互联系的一群小天体。这个特征在各个模型解释中也是最难的,但是作者的模型是可以被考虑的

-- Within our model this new dip in the light curve should be a discrete and short-lived event, corresponding to the secondary eclipse of the planet passing behind KIC 8246852.

关于最近的这次光变,作者认为是一次孤立事件;是行星在恒星后产生的次级掩蚀现象。由于行星和环的大小还都没有很好的估计,反照率更是谈不上,光变的情况很难被模拟。(仔细看,图中是有体现的)



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戴森球果然是吸引眼球啊。。。大家都默认这就是戴森球了吗?我倒是觉得其他天体物理解释更有意思。今天的论文预印本文库上就有一篇很好的小文章讨论了KIC 846285光变的物理机制,并给出了可观测验证的预言


文章在这里

arxiv.org/pdf/1705.0842

来自西班牙的一组天文学家,文章还没有通过同行评议发表,只是刚刚投出去;我自己不是这个领域的专家,不敢乱说,只是简单翻译一下论文摘要的大意吧。文章最后的这张示意图非常好的解释了作者提出的假设。

作者的出发点就是用已知的观测现象来自然的解释这颗星奇怪的光变。在作者给出的图景里,一颗体型巨大的有显著环结构的行星可以解释2011年3月4日的光变,这次光变持续时间长,曲线对称。作者的模型需要一颗半径是恒星0.3倍的行星,并且拥有一个巨大的稍稍倾斜的行星环;环的宽度需要达到中心恒星的5倍。这颗行星的轨道周期应该是12年,距离KIC 846285的距离是6个天文单位。

在此之后观测到的若干次光变可以用行星轨道上的小行星和尘埃群来解释,非常像木星轨道上的特洛央族(Trojian)小行星。这些星体的结构可以解释2013年到最近观测到的若干次不规则的光变。Trojian族小行星的位置是由轨道共振决定的,一般在行星轨道的前后方的第五拉格朗日点上各有一群。按照这个假设,2021年到2023年之间,我们应该又可以观测到轨道另一侧的Trojian小行星群引起得不规则光变了。好玩的是,KIC 846285最早的显著光变是2009年5月观测到的,这次光变甚至也可以在这个图像下得到解释,那应该恰好是上一次Trojian小行星群引起光变的末尾事件。2023年,我们应该能再次观测到巨型带环行星引起得显著光变。

拭目以待吧!