'Bizarr.' 'Interessant.' „Riesentransit“. Das waren die Reaktionen von Planet Hunters-Projekt Freiwillige, als sie zum ersten Mal die Lichtkurve des ansonsten normalen sonnenähnlichen Sterns KIC 8462852 fast betrachteten.
Von den mehr als 150.000 Sternen, die während der vier Jahre der Vorwahl der NASA unter ständiger Beobachtung standen Kepler-Mission (2009-2013), dieser steht allein für die unerklärlichen Einbrüche in sein Licht. Obwohl es mit ziemlicher Sicherheit natürlich bedingt ist, haben einige vorgeschlagen, dass wir andere Möglichkeiten in Betracht ziehen.
Kepler-11, ein sonnenähnlicher Stern, der von sechs Planeten umkreist wird. Manchmal ziehen zwei oder mehr Planeten gleichzeitig vor dem Stern vorbei, wie die Vorstellung dieses Künstlers eines gleichzeitigen Transits von drei Planeten zeigt, der am 26. August 2010 von der Raumsonde Kepler beobachtet wurde. Bei jedem Durchgang oder Transit wird das Licht des Sterns verblasst in regelmäßigen Abständen.
Bildnachweis: NASA/Tim Pyle
Sie werden sich erinnern, dass das Kepler-Observatorium im Orbit kontinuierlich Sterne in einem festen Sichtfeld überwachte, das sich auf die Sternbilder Lyra und Cygnus konzentrierte, in der Hoffnung, periodische Einbrüche ihres Lichts aufgrund von Planetentransiten zu erfassen. Wenn ein Tropfen beobachtet wurde, wurden mehr Transite beobachtet, um die Entdeckung eines neuen Exoplaneten zu bestätigen.
Und fangen Sie es an. Kepler gefunden 1.013 bestätigte Exoplaneten in 440-Sterne-Systemen (Stand Januar 2015) mit 3.199 unbestätigten Kandidaten. Die Messung der Lichtmenge, die der Planet seinem Wirtsstern vorübergehend „geraubt“ hatte, ermöglichte es Astronomen, seinen Durchmesser zu bestimmen, während die Länge der Zeit zwischen den Transiten seine Umlaufzeit ergab.
Diagramm, das den großen Helligkeitsabfall von KIC 8462852 um 800 Tage (Mitte) zeigt, gefolgt von 1500 Tagen einer ganzen Reihe von Einbrüchen unterschiedlicher Stärke bis zu 22%. Der übliche Lichtabfall, wenn ein Exoplanet seinen Wirtsstern passiert, ist aBruchteil eines Prozents. Die normale Helligkeit des Sterns wurde als Basislinie auf „1.00“ eingestellt. Bildnachweis: Boyajian et. alle
Freiwillige beim Planet Hunters Projekt, einem von vielen Citizen Science Programmen unter dem Dach von Zooniversum , nutzen Sie die Kraft des menschlichen Auges, um Kepler-Lichtkurven (ein Diagramm der sich ändernden Lichtintensität eines Sterns im Laufe der Zeit) zu untersuchen und nach sich wiederholenden Mustern zu suchen, die auf Planeten im Orbit hinweisen könnten. Sie waren die ersten, die den verblüffenden KIC 8462852 trafen.
Ein genauer Blick auf einen kleinen Teil der Lichtkurve des Sterns zeigt alle 20 Tage eine unbekannte, regelmäßige Variation seines Lichts. Dem überlagert ist die Rotationsperiode des Sterns von 0,88 Tagen. Bildnachweis: Boyajian et. alle
Dieser Stern mit einer Helligkeit von +11,7 in Cygnus, heißer und noch einmal halb so groß wie die Sonne, zeigte Einbrücheüberall. Während Keplers Lauf um Tag 800 herum verblasste es um 15 % und nahm dann bis zu den Tagen 1510-1570 eine konstante Helligkeit an, als es eine ganze Reihe von Einbrüchen erfuhr, darunter einer, der den Stern um 22 % verdunkelte. Das ist riesig! Bedenken Sie, dass eine Exo-Erde nur einen Bruchteil eines Prozents des Lichts eines Sterns blockiert; selbst eine jupitergroße Welt, die unter extrasolaren Planeten die Norm ist, nimmt etwa ein Prozent auf.
Exoplaneten zeigen auch regelmäßige, wiederholbare Lichtkurven, wenn sie die Gesichter ihrer Wirtssterne betreten, überqueren und dann wieder verlassen. Die Dips von KIC 8462852 sind wilda-periodisch.
Könnten ein riesiger Kometenzerfall und nachfolgende kaskadierende Auflösungen dieser Teile hinter den sprunghaften Helligkeitsänderungen von KIC 8462852 stecken? Bildnachweis: NASA
Was auch immer das Flackern verursacht, kann kein Planet sein. Mit großer Sorgfalt schlossen die Forscher viele Möglichkeiten aus: instrumentelle Fehler, Sternflecken (wie Sonnenflecken, aber auf anderen Sternen), Staubringe um junge, sich entwickelnde Sterne (dies ist ein älterer Stern) und Pulsationen, die einen Stern mit lichtabsorbierendem Staub bedecken Wolken.
Was ist mit einer Kollision zwischen zwei Planeten? Das würde viel Material zusammen mit riesigen Staubwolken erzeugen, die das Licht eines Sterns schnell und unregelmäßig ersticken könnten.
Eine großartige Idee, außer dass Staub das Licht seines Wirtssterns absorbiert, sich erwärmt und im Infrarotlicht leuchtet. Wir sollten diesen 'Infrarotüberschuss' sehen können, wenn er vorhanden wäre, aber stattdessen strahlt KIC 8462852 die erwartete Infrarotmenge für einen Stern seiner Klasse und nicht ein Jota mehr. Es gibt auch keine Beweise in den Daten der NASA Weitfeld-Infrarot-Umfrage-Explorer (WISE) einige Jahre zuvor kam es um den Stern zu einer staubfreisetzenden Kollision.
Unser vorgestellter Stern leuchtet diesen Monat bei Einbruch der Dunkelheit mit einer Helligkeit von +11,7 im Sternbild Cygnus der Schwan (Nordkreuz) hoch am Südhimmel. Ein 6-Zoll- oder größeres Teleskop wird es leicht zeigen. Verwenden Sie diese Karte, um sich zu orientieren, und die Karte unten, um dorthin zu gelangen. Quelle: Stellarium
Nach Prüfung der Optionen kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die beste Anpassung ein zerbrochener Komet sein könnte, der sich weiterhin in eine Kaskade kleinerer Kometen zerlegt. Ziemlich erstaunliches Szenario. Es ist immer noch Staub zu berücksichtigen, aber nicht so viel, wie andere Szenarien erfordern würden.
Detaillierte Karte, die Sterne bis zu einer Größe von etwa 12 zeigt, wobei der Kepler-Stern identifiziert wurde. Es befindet sich nur eine kurze Strecke nordöstlich des offenen Sternhaufens NGC 6886 in Cygnus. Norden ist oben. Klicken um zu vergrößern. Quelle: SkyMap von Chris Marriott
Da Kometen zerbrechliche Typen sind, können sie von selbst zerfallen, insbesondere wenn sie ausnahmsweise in der Nähe der Sonne vorbeiziehen, wie es in unserem eigenen Sonnensystem bei sonnenstrahlenden Kometen üblich ist. Oder ein vorbeiziehender Stern könnte die Oortsche Kometenwolke des Wirtssterns stören und eine Flut von Kometen in das innere Sternsystem entfesseln. Es kommt so vor, dass ein Roter Zwergstern innerhalb von etwa 1000 AE liegt. (1000-fache Erdentfernung von der Sonne) von KIC 8462852. Niemand weiß noch, ob der Stern den Kepler-Stern umkreist oder zufällig vorbeizieht. In jedem Fall ist es nahe genug, um in einen Kometenschleudern verwickelt zu werden.
So viel zu „natürlichen“ Erklärungen. Tabetha Boyajian , ein Postdoc in Yale, der die Planet Hunters beaufsichtigt und der Hauptautor der Papier über KIC 8462852 , fragte Jason Wright , einem Assistenzprofessor für Astronomie an der Penn State, was er von den Lichtkurven hielt. 'Verrückt' kam ihm sofort in den Sinn, als er sie erblickte, aber die Kringel weckten einen Gedanken. Es stellte sich heraus, dass Wright an einem Papier über das Aufspüren von transitierenden Megastrukturen mit Kepler.
Hier sind Dyson-Ringe und -Kugeln und ein Dyson-Schwarm abgebildet. Könnte dies oder eine Variation davon das sein, was wir um KIC 8462852 sehen? Nicht wahrscheinlich, aber ein lustiges Gedankenexperiment. Quelle: Wikipedia
In einem neuer Blog , schreibt er: „Die Idee ist, dass Kepler in der Lage sein könnte, sie von Planeten zu unterscheiden, wenn fortgeschrittene außerirdische Zivilisationen planetengroße Megastrukturen bauen – Sonnenkollektoren, Ringwelten, Teleskope, Leuchtfeuer, was auch immer.“ Nehmen wir an, unsere freundlichen Außerirdischen wollen die Energie ihres Heimatsterns nutzen. Sie könnten Millionen von riesigen Sonnenkollektoren bauen und sie in die Umlaufbahn schicken, um Sternenlicht auf die Oberfläche ihres Planeten zu strahlen. Physiker Freeman Dyson machte die Idee bereits in den 1960er Jahren populär. Erinnere dich an die Dyson-Kugel , eine riesige hypothetische Struktur, die einen Stern umschließen soll?
Aus unserer Perspektive sehen wir den Stern möglicherweise unregelmäßig flackern, wenn die riesigen Tafeln um ihn herum kreisen. Um diesen Punkt zu veranschaulichen, hat Wright eine wunderbare Analogie entwickelt:
„Die Analogie, die ich habe, ist, die Schatten auf den Jalousien von Menschen vor einem vorbeigehenden Fenster zu beobachten. Wenn eine Person mit dem Fahrrad um den Block fährt, erscheint ihr Schatten regelmäßig in Zeit und Form (wie ein regelmäßiger Planet im Transit). Aber Menschenmengen, die vorbeischlendern – in beide Richtungen, schnell und langsam, groß und groß – würden überhaupt keine Regelmäßigkeit haben. Das Gesamtlicht, das durch die Jalousien fällt, kann variieren, wie bei Tabbys Stern.“
Das Green Bank Telescope ist das weltweit größte, voll steuerbare Teleskop. Die Schüssel des GBT ist 100 mal 110 Meter groß und bedeckt eine Fläche von 2,3 Hektar. Kredit: NRAO/AUI/NSF
Sogar Wright gibt zu, dass die „Alien-Hypothese“ als letzter Ausweg betrachtet werden sollte. Aber um sicherzustellen, dass kein Stein auf dem anderen bleibt, haben Wright, Boyajian und einige der Planet Hunters einen Vorschlag für eine Radio-SETI-Suche mit dem 100-Meter-Teleskop Green Bank gemacht. Meiner Meinung nach ist das Wissenschaft vom Feinsten. Wir haben eine schwierige Frage zu beantworten. Nutzen wir also alle uns zur Verfügung stehenden Tools, um eine Antwort zu finden.
KIC 8462852, fotografiert am 15. Oktober 2015. Es ist ein F3 V-Stern (gelb-weißer Zwerg), der sich etwa 1480 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Bildnachweis: Gianluca Masi
Am Ende ist es wahrscheinlich keine außerirdische Megastruktur, genau wie die ersten Pulsarsignale nicht von ihnen gesendet wurden LGM-1 (Kleine grüne Männer). Aber was auch immer die Einbrüche verursacht, Boyajian möchte, dass Astronomen KIC 8462852 genau beobachten, um herauszufinden, ob und wann sich seine unregelmäßigen Lichtschwankungen wiederholen. Ich liebe ein Mysterium, aber die Antworten sind noch besser.
