恒星隐匿“外星巨型结构”？体积多大才能阻挡光线？

　　如图所示，这是艺术家描绘的KIC 8462852恒星，从地球角度观测，这颗恒星出现了亮度变化，一种假设是一颗分解的行星环绕恒星运行，行星残骸阻挡了恒星光线。.webp.jpg

图中艺术家描绘一个假设的灰尘环环绕KIC 8462852恒星。

　　艺术家描绘的是彗星残骸散布在恒星轨道，科学家曾认为彗星残骸是解释KIC 8462852恒星光线变暗的原因。

　　物理学家弗里曼__戴森称，高度文明的外星人通过环绕恒星运行的采集能量的卫星群，可以形成“戴森球(Dyson spheres)”。

　　新浪科技讯 北京时间11月22日消息，据国外媒体报道，2015年，天文学家观测到一种奇特闪烁光线，帮助天文学家发现了神秘恒星——KIC 8462852，这颗恒星也被称为“塔比恒星（Tabby‘s Star）”，或者Boyajian’s Star，科学家猜测它被一种“外星巨型结构”环绕，如果通过恒星前方的是一些离散天体或者簇状物质，其体积必须是太阳的5倍以上，并且远大于KIC 8462852恒星直径。
　　这颗恒星和奇特的闪烁光线成为2015年太空探索头条新闻，当该天体首次被观测发现时，开普勒太空望远镜环绕地球运行，在太空中搜寻数千颗恒星中的类地行星，期间发现了KIC 8462852。
　　通常情况下，一颗行星途经一颗恒星，会使恒星照射至地球的光线变昏暗，这种微小的光线昏暗变化每间隔一定时间重复出现。然而，KIC 8462852恒星并未出现这种类型的光线昏暗变化，首先，如果一颗行星途经其前方，恒星会变得昏暗；如果行星的体积是恒星的1%，可能会阻挡来自恒星的光线照射。目前观测显示，KIC 8462852恒星光线减弱了22%，更重要的是，当行星运行掠过恒星前方时，这种光线变化并不规律。
　　关于这种亮度变化有几种解释理论，其中包括：彗星碎片、类似土星的行星环或者行星分解产生的小行星带。一般而言，天文学家并不认为这是外星人存在所形成的，近期一些研究人员提出，可能是一种不规则尘埃云所造成的。
　　起初，一些人推测，这颗恒星可能隐匿着巨型结构——围绕恒星运行的外星文明建造的巨大建筑，像这样的建筑结构可以解释恒星为什么会出现光线昏暗变化。
　　但是科幻爱好者们希望知道是否这是一种外星人建筑，这种建筑结构需要多大，才能形成科学家们所观测的光线昏暗效应呢？KIC 8462852是一颗F类型恒星，其温度比太阳高，距离地球大约1300光年，1光年相当于9.5万亿公里。然而，该距离是一个估计值，KIC 8462852恒星可能距离地球1680光年，最近距离可能是1030光年。KIC 8462852质量大约是太阳的1.43倍，直径大约是太阳的1.58倍，从而推算它的直径是220万公里。为了更好地理解这一尺寸，其相当于美国经线方向长度的455倍。
　　在这颗恒星表面建造的任何结构必须非常大，才能以任何明显的方式阻挡恒星的光线。美国哥伦比亚大学天文学家大卫·基平（David Kipping）从事地外卫星搜寻工作，他评估称，如果通过恒星前方的是一些离散天体或者簇状物质，其体积必须是太阳的5倍以上，并且远大于KIC 8462852恒星直径。
　　人们可以想像一下，如果这样大体积的天体掠过太阳和地球之间，形成的日食现象会持续几天时间，或许长达几个星期。太阳半径为695700公里，其5倍半径就是大约347万公里，像这样巨大的天体，无线信号从天体一端传递至另一端需要11.6秒，相比之下，无线信号从地球发射，抵达月球需要1.3秒时间。
　　1960年，物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）提出，一个非常先进的地外文明可以在恒星周围建立一个球体结构，并能捕获恒星所有的辐射能（地球观测者会观察到这颗恒星以红外线再辐射，因此该恒星看上去像一个巨大的热量源）。但是观测结果清晰表明，KIC 8462852并未被一个球状固体环绕，因为我们可以看到该恒星的光线。你可以想像一下，这种类型的外星巨型结构可能是环绕恒星一群球状排列的小型物质，或者是一些较大物质，或者是定期掠过恒星前方的一组物质。
　　以上物质被称为“戴森群”，它比球状结构更容易制造，如果KIC 8462852恒星被“戴森群”物质环绕，那么每颗“卫星”必须是小行星等级的体积，并且“戴森群”需要数千颗“卫星”。
　　如果“戴森群”环绕恒星的距离相当于太阳系内侧行星的轨道距离，那么它们将遵循开普勒的行星运行定律，环绕恒星一周的时间需要数月或者几年时间。
　　环绕KIC 8462852恒星的环状结构是否与拉里·尼文（la Larry Niven）长篇科幻小说《环形世界》所描述的相似呢？如果建造环绕太阳的一个环状结构，其半径必须达到1.49亿公里，或者其周长达到9.4亿公里。这样的结构太大了，没有任何物质能够承受其压力，尼文在科幻小说中提出了一种虚构物质，叫做“scrith”。天体物理学家凯蒂·麦克（Katie Mack）在接受新闻媒体采访时称，你需要比普通分子键更强的物质结构。尼文在科幻小说《环形世界》中假定了一个大约160万公里直径的环状结构，它足够大，从观测者角度能够阻止主恒星释放的光线。但是来自KIC 8462852恒星日食光线类型与环状结构并不匹配。麦克指出，这种光线昏暗变化并未显示出是由不规则结构产生的。
　　一种猜测是巨大的戴森环，虽然数公里直径的卫星环绕KIC 8462852恒星运行，但是该情况下，为了保证戴森环卫星掠过恒星，从地球角度观测到光线昏暗变化，这些卫星必须非常大，比任何人类尝试建造或殖民太空栖息基地大几个数量级。国际空间站宽度仅有108米，如果它“接近”火星轨道，由于其体积较小，从地球角度是无法观测到它的存在，因此更不说这样大小的结构位于数光年的距离了。
　　迄今为止，开普勒太空望远镜发现的最小系外行星体积大于月球，该系外行星叫做Kepler 37b，它比KIC 8462852恒星更接近地球，仅相距地球215光年。如果KIC 8462852恒星被卫星环绕，那么这些卫星体积必须大于《星球大战》中的“死星”，在科幻电影《星球大战》中描述死星直径大约100公里。
　　那么为什么科学家不认为外星人是导致KIC 8462852恒星光线变暗的解释呢？一个原因是外星巨型结构将以特殊的方式释放红外线辐射，任何被附近恒星照亮的天体将反射一些光线，并吸收其余的光线，而吸收的光线会以较长波长进行再次释放。基本上，这些天体将加热升温。2016年8月，美国宾夕法尼亚州立大学天文学家杰森·怀特（Jason Wright）在地外文明搜索研究所（SETI）的一次演讲中说：“对KIC 8462852恒星释放光线的研究表明，该恒星并没有‘浪费热量’的任何迹象。”
　　另一个问题是这样的外星巨型结构很难保持稳定，卫星群环绕恒星运行，最终会形成一个类似盘状排列结构，很难进行有效控制，因为某些天体会环绕其它恒星运行，或者环绕过程中承受向心力作用，这将解释为什么地球呈现轻微的扁状结构。“戴森环”和“戴森群”也是如此。
　　未来学家安德斯·桑德伯格（Anders Sandberg）在他的网站上概述了戴森球原理，表示可能保持稳定状态的是结构是“戴森泡（Dyson bubble）”，是由长度数千米正方形卫星群构成，由于辐射压力作用，它们能够保持原位，形成巨大的太阳帆。但是为了保持原位，这些卫星必须与主恒星保持相对静止，这样就不会随着时间的推移而产生不规则光线昏暗变化，正如我们所观察的KIC 8462852恒星光线变化情况。（叶倾城）