Obyčajná hviezda s názvom KIC8462852 robí neobyčajné veci. Do pozornosti astronómov sa dostala potom, ako minulý rok Boyajian a kol. (2016), za pomoci astronómov – amatérov objavili jej záhadnú premennosť. Preto ju často nazývajú aj Boyajianovej hviezda alebo skrátene KIC8462. Je to na prvý pohľad normálna hviezda na hlavnej postupnosti (spaľujúca vodík) s hmotnosťou asi 1.43 hmotnosti Slnka (Msun), polomerom 1.58 polomeru Slnka (Rsun) a teplotou na povrchu cca 6750K.
Táto hviezda bola sledovaná družicou Kepler, ako aj ďalších 100-tisíc iných hviezd, po dobu asi štyroch rokov. Bolo to najmä za účelom hľadania extrasolárnych planét okolo týchto hviezd. Ak by nejaká planéta pri obehu prechádzala popred hviezdu, vyvolalo by to malé, symetrické a periodické poklesy jasnosti hviezdy, rádove o 0.01 – 1 % v závislosti od veľkosti planéty, ktoré by tento satelit dokázal detekovať. Žiadna planéta sa v tomto prípade nenašla, ale čo Boyajian a kol. objavili, nedá spávať astronómom ani ich fanúšikom po celom svete.
Záhadné správanie hviezdy
S hviezdou sa väčšinu času nič nedialo, ale potom zrazu jej jasnosť poklesla o takmer 20 %, potom zase nič a neskôr nastala séria ďalších, asi troch, poklesov prevyšujúcich hranicu 20 %. Tieto záhadné poklesy jasnosti nie sú symetrické, majú tendenciu skôr pomalšieho poklesu a rýchlejšieho nárastu, sú hlboké no a nevykazujú žiadny náznak periodicity. Sú teda úplne odlišné od toho čo poznáme a čo sme čakali. Najsilnejšie štyri takéto udalosti sú zobrazené na Obr. 1a-d ako funkcia BKJD, čo je čas v dňoch počítaný od 1. 1. 2009.
 |
 |
 |
 |
Obr. 1a-d Svetelné krivky KIC8462852 pozorované družicou Kepler. Zobrazené sú iba štyri najväčšie udalosti (poklesy jasnosti) v okolí BKJD= 800, 1520, 1540, 1570
„Hon“ na mimozemskú civilizáciu
Na takéto záhadné správanie, na prvý pohľad normálnej hviezdy, vedci nemali uspokojivé vysvetlenie. Frustrácia vyvrcholila, keď uznávaní americkí astronómovia Wright et al. (2016) prišli s ‚posledným‘ možným riešením. Podľa nich takéto správanie hviezdy by mohlo byť spôsobené umelými mega stavbami okolo hviezdy, ktoré boli vytvorené mimozemskými civilizáciami. V science fiction také štruktúry poznáme pod názvom Dysonova sféra a umelecká predstava takej štruktúry okolo hviezdy je na Obr. 2. Niet divu, že takáto interpretácia okamžite pritiahla záujem všetkých médií a verejnosti na celom svete, no tiež ‚vyprovokovala‘ vedeckú komunitu, aby prichádzala s ďalšími nápadmi. Zároveň sa začal veľký ‚hon‘ na mimozemskú civilizáciu. Hľadalo sa v rádiovej aj v optickej oblasti, no zatiaľ – žiadny signál.
Obr. 2 Umelecká predstava Dysonovej sféry – umelej mega stavby mimozemskej civilizácie podľa CapnHack (PD-art)
Kometárny model
Z množstva nápadov a návrhov je zatiaľ najviac prepracovaný model Bodman & Quillen (2016). Podľa nich hviezdu obieha veľké množstvo komét (cca 70 – 700), ktoré z nášho pohľadu prechádzajú popred hviezdu a tým spôsobujú pozorované poklesy jasnosti. Tento model dokáže dobre popísať väčšinu svetelnej krivky, má však pár vážnych problémov.
Prvý je viac menej filozofického charakteru. Veľké množstvo objektov znamená veľké množstvo tzv. voľných parametrov, ktorými sa potom dá popísať takmer ľubovoľný tvar svetelnej krivky, čo však neznamená, že riešenie je správne.
Ďalší problém je, že zákryt hviezdy kométou by mal vyvolať najprv strmý pokles a potom pozvoľný nárast, zatiaľ čo pozorovania majú práve opačnú tendenciu. Aj z týchto dôvodov a napriek veľkému množstvu voľných parametrov (komét) sa nepodarilo vysvetliť napríklad prvú črtu na Obr. 1a pri BKJD=800.
Riešenie v Astronomickom ústave SAV
S iným riešením sme prišli na Astronomickom ústave SAV (Neslušan & Budaj, 2017). Podľa nás je tam niekoľko (stačia štyri) hmotných telies obiehajúcich okolo hviezdy po vysoko excentrickej dráhe. Hmotnejších ako sú veľké kométy v našej Slnečnej sústave, takých, že ich gravitáciu nemožno zanedbať. Tieto telesá sami o sebe nie sú schopné spôsobiť pozorované udalosti. Sú zahalené do prachových obálok – mrakov, ktoré pozostávajú z množstva malých zrniečok prachu.
Obr. 3 Počítačová simulácia preletu hmotného telesa s prachovým prstencom okolo hviezdy po veľmi excentrickej dráhe. Prstenec je zo začiatku veľmi malý a tak splýva s materským telesom. Neskôr sa odtrhne a odletí, zatiaľ čo materské teleso pokračuje po pôvodnej dráhe.
Výpočtami dráh individuálnych zrniečok sme ukázali, že keď takéto telesá s mračnami prachu prechádzajú popred hviezdu, môžu vyvolať zákryty veľmi podobné tým aké sa pozorovali družicou Kepler. Napríklad, keď na začiatku mal prachový mrak okolo hmotného telesa formu prstenca, tento sa v blízkosti hviezdy odtrhne (pod vplyvom tlaku žiarenia a hviezdneho vetra), vytvorí akúsi špirálu a odletí. Toto je zobrazené na Obr. 3.
Obr. 4 Ak je pozorovateľ zhruba v rovine dráhy telesa uvidí takýto prelet roztrhaného prachového prstenca popred hviezdu. Prachové častice tak spôsobia zdanlivý pokles jasnosti hviezdy.
Z pohľadu pozorovateľa, ktorý by bol v rovine dráhy hmotných telies, mračno prachu letí popred hviezdu, čo je zase znázornené na Obr. 4. No a nakoniec, na Obr. 5, je znázornená teoretická svetelná krivka a jej porovnanie s pozorovanou krivkou v okolí BKJD=1540.
Obr. 5 Výsledkom je takáto teoretická svetelná krivka (zelená) a jej porovnanie s pozorovaniami (červená)
Za predpokladu, že prachový mrak má na začiatku sférický tvar sa tiež podarilo vysvetliť aj ďalšie črty na svetelnej krivke pozorované v okolí BKJD=800, 1520 a 1570. Takéto riešenie má oveľa menej voľných parametrov ako vyššie zmienený scenár s kométami a dokáže kvalitatívne popísať a vysvetliť všetky štyri hlavné udalosti, vrátane trendu s pomalým poklesom a rýchlym nárastom. Podobne ako v prípade komét, otázkou zostáva ako sa tieto hmotné telesá dostali na takú takmer identickú dráhu. Je viac ako pravdepodobné, že vznikli rozpadom jedného ešte väčšieho telesa.
Záver
Nakoniec, je nám ľúto, že týmto článkom asi sklameme všetkých fanúšikov mimozemských civilizácií a že ste sa tu o nich nič nedozvedeli. Aby sme boli dôslední chceme však, obvzlášť pre nich, povedať, že týmto sme prítomnosť života okolo hviezdy KIC8462852 nevylúčili, len sme navrhli inú hypotézu – model, ktorý by mohol vysvetliť pozorované záhadné pohasínanie objektu. Budúcnosť snáď odhalí viac o tejto zaujímavej hviezde.
Autor: RNDr. Ján Budaj, CSc., Astronomický ústav SAV
Članok bol už akceptovaný pre časopis Astronomy & Astrophysics a mal by byť publikovaný o pár mesiacov. Neslušan L., Budaj J. 2017, Astronomy & Astrophysics, accepted. Akceptovaná verzia je voľne prístupná v anglickom jazyku na arXiv:1612.06121 https://arxiv.org/abs/1612.06121
Redigovala a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR
Úvodný obrázok: Pixabay.com
Obrázky a video poskytol autor článku