Już we wrześniu 2015 roku uwagę astronomów przykuła pojedyncza gwiazda znajdująca się około 1500 lat świetlnych od Ziemi. Jej wyraźne i nietypowe zmiany jasności wywołały wiele dyskusji w środowisku naukowym. Gwiazda ta była bardzo dokładnie obserwowana i badana, a specjaliści poświęcili wiele czasu na analizy danych w poszukiwaniu wyjaśnienia tego zjawiska. Powstało na ten temat oczywiście wiele różnych teorii i astronomowie starają się krok po kroku niektóre z nich wykluczać.
Gwiazda o której mowa to KIC 8462852, która zwana jest czasem również „Gwiazdą Tabby”, ponieważ została odkryta przez pracującą jako asystent na Louisiana State University Tabethę Boyajian. Zainteresowanie wśród ludzi wzbudziła ta gwiazda, kiedy na podstawie obserwacji wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Keplera stwierdzono, że w latach 2011 oraz 2013 wystąpiły drastyczne zmiany jej obserwowanej jasności. Zmniejszyła się ona aż o 22 procent w ciągu kilku dni. Żadna inna gwiazda spośród 200 tysięcy badanych obiektów nie zachowuje się w podobny sposób.
Tabetha Boyajian podkreśla, że niezwykłe zachowanie KIC 8462852 zauważyli amatorzy astronomii biorący udział w projekcie Planet Hunters i dopiero oni sprawili, że naukowcy się nią zainteresowali.
Kosmiczne śledztwo
Społeczność internetowa od razu znalazła swoje ulubione wytłumaczenie tego tajemniczego zjawiska, a miała nim być tzw. Sfera Dysona – hipotetyczna konstrukcja wokół gwiazdy stworzona przez obcą cywilizację i umożliwiająca wykorzystanie całej energii pochodzącej z gwiazdy. Nie ma na to jednak żadnych naukowych dowodów, a obecnie prowadzone przez Kosmiczny Teleskop Spitzera obserwacje wręcz wykluczają możliwość istnienia takiej struktury.
Artystyczna wizja przedstawiająca sferę Dysona.
W nowych obserwacjach skupiono się również na innym zjawisku – mniej intensywnych i trwających dłużej spadków jasności, które również są zagadką i na podstawie otrzymanych wyników badacze stwierdzili, że taka wielka konstrukcja wokół gwiazdy nie spowodowałaby takich zmian jasności, z jakimi mamy do czynienia.
Wśród astronomów rozważa się bardziej prawdopodobne teorie i większość zespołów badawczych postępuje w podobny sposób – koncentrują się oni na jednym pomyśle, wykonują pomiary oraz prowadzą obserwacje i porównują otrzymane wyniki oraz wyniki naukowców z całego świata z przewidzianymi przez siebie scenariuszami. Dotychczas astronomowie byli w stanie wyeliminować w ten sposób liczne pomysły i liczą na to, że skreślając z listy po kolei coraz więcej teorii skutecznie zbliżają się do rozwiązania tej zagadki.
Opierając się na najnowszych badaniach i odkryciach naukowcy podejrzewają, że za długotrwałe zmiany jasności odpowiedzialna jest nieregularna chmura pyłu okrążająca Gwiazdę Tabby, która mogłaby również w jakiś sposób wywoływać te krótkie i drastyczne zmiany. Inne badania wykazały, że orbitująca wokół planeta z pierścieniami oraz grupy asteroid mogłyby wywołać podobny efekt. Rozważano również przypadek, w którym pewna planeta byłaby rozdzierana na fragmenty i pochłaniana przez Gwiazdę Tabby. To jest jedynie kilka z wielu pomysłów które zrodziły się w głowach naukowców.
Przedstawiamy krótkie opisy najważniejszych podejrzanych:
Rój komet
Szybkie i wyraźne przyciemnienia mogłyby być spowodowane przez chmarę komet przelatującą przed gwiazdą. Taka ilość kosmicznych odłamków mogłaby zatrzymać odpowiednio dużo światła, abyśmy obserwowali znaczące zmiany jasności w nieregularnych odstępach czasu. Okazało się jednak, że temperatura tych komet i ich fragmentów powinna być wystarczająco wysoka, aby te ciała świeciły w podczerwieni, a Kosmiczny Teleskop Spitzera niestety nie wykrył takiego promieniowania.
Artystyczna wizja komet przelatujących na tle gwiazdy.
Ciało orbitujące wokół gwiazdy
Kosmiczny Teleskop Keplera został tak stworzony, aby wykrywać niewielkie spadki jasności gwiazd spowodowane przejściem planet na tle ich tarcz i w ten sposób znajdować nowe egzoplanety. Zmiany jasności KIC 8462852 są jednak ekstremalnie duże i planeta ta musiałaby być wielkości gwiazdy, a wtedy ogromna siła grawitacji jaką działałaby na gwiazdę Tabby byłaby łatwa do wykrycia podczas późniejszych obserwacji.
„Gdy pierwszy raz ujrzałam dane z obserwacji, natychmiast przypomniał mi się układ trzech okrążających się gwiazd odkryty przez Keplera (KOI-126), który również charakteryzował się nieregularnymi, wyraźnymi zmianami jasności.” stwierdziła Natalie Batalha pracująca w Centrum Badawczym imienia Josepha Amesa. Ale znowu musimy pamiętać o tym, że oddziaływania grawitacyjne w takim układzie spowodowałyby specyficzne ruchy tych gwiazd, a nie zostały takie ruchy jeszcze zaobserwowane.
Wypalanie się gwiazdy
Astronomowie doszli do wniosku, że KIC 8462852 jest gwiazdą, w której wnętrzu zachodzi proces fuzji wodoru w hel. Biorąc pod uwagę również wyliczony przez naukowców etap ewolucji gwiazd, w jakim się ona obecnie znajduje, jej jasność powinna wbrew wynikom obserwacji rosnąć.
Wiemy, że aktywność magnetyczna gwiazd, która odpowiedzialna jest za powstawanie plam słonecznych, zmienia się cyklicznie powodując pojaśnienia oraz pociemnienia. Kolejny raz musimy jednak stwierdzić, że intensywność tych zmian oraz przedział czasu w jakim zachodzą nie pokrywa się z tym, co wiemy o Gwieździe Tabby.
Chmura pyłu
Jeśli w słoneczny dzień pójdziemy na plażę i usiądziemy pod parasolem to zredukuje on ilość promieniowania o wszystkich długościach fali, które dociera do nas ze Słońca. Jeżeli natomiast poczekamy aż nasza gwiazda zacznie zachodzić, to przybierze ono kolor czerwony, ponieważ światło niebieskie oraz ultrafioletowe zostanie szybciej rozproszone przez niewielkie cząsteczki w atmosferze. Podobne zjawisko zaobserwowano niedawno u KIC 8462852. Gdy zmniejsza się jej jasność, ilość emitowanego promieniowania podczerwonego nie maleje aż tak mocno jak ilość emitowanego promieniowania ultrafioletowego. Na tej podstawie naukowcy stwierdzili, iż bardzo prawdopodobne jest, że wokół gwiazdy Tabby krąży chmura pyłu, która składa się z cząstek trochę większych niż zwykły pył międzygwiazdowy, który jest tak drobny, że zostałby wyrzucony z orbity przez ciśnienie promieniowania gwiazdy. Nazwano te cząstki „okołogwiezdnymi”. Jest to teoria, która wydaje astronomom najbardziej prawdopodobna.
Ilustracja przedstawia hipotetyczny pierścień pyłu wokół gwiazdy.
Błąd pomiaru
Pojawiły się również głosy, że te nietypowe wyniki mogą być skutkiem wystąpienia jakiegoś zakłócenia podczas wykonywania pomiarów. Doug Caldwell – pracownik instytutu SETI i jeden z naukowców zajmujących się teleskopem Keplera twierdzi, że jest to niemożliwe. Zwraca on uwagę na to, że dane uzyskane ze wszystkich detektorów i teleskopu są takie same, dlatego przyczyną nie może być wada soczewki fotometru lub kamery na pokładzie Teleskopu Keplera.
Kontynuacja badań
Na razie żadna z tych teorii nie została potwierdzona, więc poszukiwania wciąż trwają. Naukowcy ciągle zadają pytanie „Co by było, gdyby…?” i dopasowują swoje teorie do danych które otrzymują na bieżąco. Jednym z głównych celów jest doprecyzowanie, czy KIC 8462852 ma gwiezdnych towarzyszy, a jeśli tak, to w jaki sposób te obiekty ze sobą mogą oddziaływać. Używając teleskopów z całego świata i analizując różne długości fal tworzony jest coraz dokładniejszy opis gwiazdy Tabby.
Według Boyajian przełom w zrozumieniu tego fenomenu może nastąpić jedynie wtedy, gdy bezpośrednio zaobserwujemy opisywane zmiany jasności – czyli musimy „przyłapać gwiazdę na gorącym uczynku”.
W maju, czerwcu, sierpniu oraz wrześniu bieżącego roku przyciemnienia się powtórzyły, a naukowcy byli na to przygotowani. Zmiany były nieco mniejsze niż wcześniej i trwały od kilku dni do dwóch tygodniu. Obecnie wszystkie dane są poddawane szczegółowej analizie przez astronomów, którzy liczą na to, że będą one kluczem do rozwiązania tej zagadki.
