Den här illustrationen visar en hypotetisk ojämn ring av damm som kretsar kring KIC 8462852, även känd som Boyajians stjärna eller Tabbys stjärna. Astronomer har funnit att stjärnans nedtoning under långa perioder verkar vara svagare vid längre infraröda våglängder av ljus och starkare vid kortare ultravioletta våglängder. Sådan rodnad är karakteristisk för dammpartiklar och oförenlig med mer fantasifulla "främmande megastruktur"-koncept, som skulle dämpa alla ljusets våglängder jämnt. Genom att studera observationer från NASA:s Spitzer- och Swift-teleskop, samt det belgiska AstroLAB IRIS-observatoriet, forskarna har kunnat begränsa storleken på dammpartiklarna bättre. Detta placerar dem inom det område som finns i dammskivor som kretsar runt stjärnor, och större än de partiklar som vanligtvis finns i interstellärt stoft. Systemet skildras med ett par kometer, överensstämmer med tidigare studier som har funnit bevis för kometaktivitet inom systemet. Kredit:NASA/JPL-Caltech
Ett av de mest mystiska stjärnobjekten kan äntligen avslöja några av dess hemligheter.
Kallas KIC 8462852, även känd som Boyajians stjärna, eller Tabby's Star, objektet har upplevt ovanliga sänkningar i ljusstyrka – NASA:s rymdteleskop Kepler observerade till och med en nedtoning på upp till 20 procent under några dagar. Dessutom, stjärnan har haft mycket subtilare men långvariga gåtfulla dämpningstrender, med en som fortsätter idag. Inget av detta beteende förväntas för normala stjärnor som är något mer massiva än solen. Spekulationer har inkluderat tanken att stjärnan svalde en planet att den är instabil, och en mer fantasifull teori involverar en gigantisk grej eller "megastruktur" byggd av en avancerad civilisation, vilket kan skörda energi från stjärnan och få dess ljusstyrka att minska.
En ny studie som använder NASA:s Spitzer- och Swift-uppdrag, samt det belgiska AstroLAB IRIS-observatoriet, antyder att orsaken till nedtoningen under långa perioder sannolikt är ett ojämnt dammmoln som rör sig runt stjärnan. Detta går emot idén om "utomjordisk megastruktur" och de andra mer exotiska spekulationerna.
Den rykande pistolen:Forskare fann mindre dämpning i det infraröda ljuset från stjärnan än i dess ultravioletta ljus. Alla föremål som är större än dammpartiklar skulle dämpa alla ljusets våglängder lika när de passerade framför Tabby's Star.
"Detta utesluter ganska mycket utomjordisk megastrukturteorin, eftersom det inte kunde förklara den våglängdsberoende dimningen, sa Huan Meng, vid University of Arizona, Tucson, som är huvudförfattare till den nya studien publicerad i The Astrofysisk tidskrift . "Vi misstänker, istället, det finns ett moln av damm som kretsar runt stjärnan med en omloppsperiod på ungefär 700 dagar."
Varför damm är troligt
Vi upplever den enhetliga dämpningen av ljus ofta i vardagen:Om du går till stranden på en ljus, solig dag och sitta under ett paraply, paraplyet minskar mängden solljus som träffar dina ögon i alla våglängder. Men om du väntar på solnedgången, solen ser röd ut eftersom det blåa och ultravioletta ljuset sprids bort av små partiklar. Den nya studien tyder på att föremålen som orsakar den långa nedtoningen av Tabby's Star inte kan vara mer än några mikrometer i diameter (cirka en tiotusendels av en tum).
Från januari till december 2016, forskarna observerade Tabby's Star i ultraviolett med Swift, och i infrarött med Spitzer. Kompletterar rymdteleskopen, forskare observerade också stjärnan i synligt ljus under samma period med AstroLAB IRIS, ett offentligt observatorium med ett 27 tum brett (68 centimeter) reflekterande teleskop beläget nära den belgiska byn Zillebeke.
Baserat på den starka ultravioletta dippen, forskarna bestämde att de blockerande partiklarna måste vara större än interstellärt damm, små korn som kan finnas var som helst mellan jorden och stjärnan. Sådana små partiklar kunde inte förbli i omloppsbana runt stjärnan eftersom trycket från dess stjärnljus skulle driva dem längre ut i rymden. Damm som kretsar runt en stjärna, kallas cirkumstellärt damm, är inte så liten att den skulle flyga iväg, men inte heller tillräckligt stor för att enhetligt blockera ljus i alla våglängder. Detta anses för närvarande vara den bästa förklaringen, även om andra är möjliga.
Samarbete med amatörastronomer
Medborgarforskare har haft en integrerad del i att utforska Tabby's Star sedan upptäckten. Ljus från detta objekt identifierades först som "bisarrt" och "intressant" av deltagare i projektet Planet Hunters, som gör att vem som helst kan söka efter planeter i Kepler-data. Det ledde till en studie från 2016 som formellt introducerade objektet, som har smeknamnet för Tabetha Boyajian, nu vid Louisiana State University, Baton Rouge, som var huvudförfattare till den ursprungliga uppsatsen och är medförfattare till den nya studien. Det senaste arbetet med långtidsdimning involverar amatörastronomer som tillhandahåller tekniskt och mjukvarustöd till AstroLAB.
Flera AstroLAB-teammedlemmar som arbetar frivilligt vid observatoriet har ingen formell astronomiutbildning. Franky Dubois, som skötte teleskopet under Tabby's Star-observationerna, var arbetsledare vid en bältesfabrik fram till sin pensionering. Ludwig Logie, som hjälper till med tekniska problem på teleskopet, är säkerhetssamordnare inom byggbranschen. Steve Rau, som bearbetar observationer av stjärnans ljusstyrka, är utbildare på ett belgiskt järnvägsbolag.
Siegfried Vanaverbeke, en AstroLAB-volontär som har en Ph.D. i fysik, blev intresserad av Tabby's Star efter att ha läst 2016 års studie, och övertalade Dubois, Logie och Rau använder Astrolab för att observera det.
"Jag sa till mina kollegor:" Det här skulle vara ett intressant objekt att följa, "" Mindes Vanaverbeke. "Vi bestämde oss för att gå med."
University of Arizona astronom George Rieke, en medförfattare på den nya studien, kontaktade AstroLAB-gruppen när han såg deras data på Tabby's Star publicerad i ett offentligt astronomiarkiv. Grupperna i USA och Belgien slog sig samman för att kombinera och analysera sina resultat.
Framtida utforskning
Medan studieförfattarna har en bra uppfattning om varför Tabby's Star dämpas på lång sikt, de tog inte upp de kortsiktiga dämpningshändelserna som hände i tre dagars strömmar 2017. De konfronterade inte heller mysteriet med de stora 20-procentiga sänkningarna i ljusstyrka som Kepler observerade när han studerade Cygnus-fältet för dess primära uppdrag. Tidigare forskning med Spitzer och NASA:s Wide-field Infrared Survey Explorer antydde att en svärm av kometer kan vara skyldiga till den korta nedtoningen. Kometer är också en av de vanligaste källorna till damm som kretsar runt stjärnor, och så skulle också kunna relateras till den långvariga dimningen som studerats av Meng och kollegor.
Nu när Kepler utforskar andra fläckar av himlen i sitt nuvarande uppdrag, kallas K2, det kan inte längre följa upp Tabby's Star, men framtida teleskop kan hjälpa till att avslöja fler hemligheter kring detta mystiska föremål.
"Tabby's Star kan ha något som en solaktivitetscykel. Detta är något som behöver undersökas ytterligare och kommer att fortsätta att intressera forskare i många år framöver, " sa Vanaverbeke.
