はここ数年、光度が異常に変化していた。 NASA / JPL-Caltech
惑星探査の科学は、トランジット法を筆頭に、21世紀に入ってから真に飛躍的に発展した。 惑星が親星の前を通過するとき、私たちの視線に対して、星の光の一部が少しの間消えるのです。 このトランジットは、他の恒星の周りにある惑星を探すために、太陽系外惑星ハンターが盛んに行っている方法である。 今日までに、私たちは何千もの星の周りに世界があることを知っていますが、そのほとんどはトランジットによって発見されたものです。 しかし、タビーの星は、定期的に繰り返される信号もなく、光束が途方もなく減少する奇妙な星であるため、天文学者は何も準備しませんでした。 彗星嵐からエイリアンの巨大構造物まで、さまざまなシナリオが何年にもわたって推測された後、科学者たちはついにその謎を解き明かした。 4092>
タビー星からの塵が、全く新しい方法で、犯人であるように見えます。 KIC 8462852です。 これらは、観測されたフラックス・ディップに対する多くの自然な説明の証拠を示さない。 赤外線 IPAC/NASA (2MASS)、左、紫外光。
NASAのケプラー探査機は、10万個以上の星を何年にもわたって調査し、ゲームを変えました。 NASAのケプラー探査機が観測した数十万個の星の中で、最も珍しい星があります。 KIC 8462852は、俗に「タビーの星」「ボヤジャンの星」（その興味深い振る舞いの発見者であるタベサ・ボヤジャンの名をとって）あるいは「WTF（ワーフ）」と呼ばれている。 タビーの星、ボヤジャンの星、あるいはWTF(Where’s the Flux?)星として知られているこの星は、非常にユニークな性質を兼ね備えています。 それは
- その光束は最大で22％という大きな減少を示し（ほとんどの惑星は<1％の減少ですが）、
- 時折明るくなりながら数十年の時間スケールでゆっくりと衰退します（これは他の類似の星では知られていないことです）。
- 全体の明るさがディップ付近で変動し（惑星に見られる滑らかな減少・増加ではなく）、
- しかし赤外線放射はない（大きなフラックスディップを持つ他のすべての星が持つ）。
これは大きな謎でした。
しかし、太陽系外惑星の円盤を撮影するための最新の赤外線イメージャは SPHERE で、これは日常的に〜10″、つまり1ピクセルあたり 0.003 度以下の解像度しか得られないものなのです。 KIC 8462852 は、このような性質も赤外線放射も持っていない。 SHINE (SpHere INfrared survey for Exoplanets) collaboration / Arthur Vigan
恒星からの光を遮るほど大きな惑星はありませんから、惑星であるはずがありません。 超土星のような巨大な環状システムを持つ惑星を想定しても、それらのフラックス・ディップは周期的であると同時に、プラトーを持つ滑らかなパターンを示すはずです。 これは、
という若い巨大惑星や褐色矮星J1407bを周回しているデータと矛盾しています。 並外れた環状システムを持つ世界は大きなフラックスディップを生じさせるが、それらのディップは周期的であり、観測されていない惑星のような成分を含んでいるはずである。 ロン・ミラー
これは非常に若い星で、惑星状物質、原始惑星系円盤、そして非常にダストの多い環境であった可能性があります。 しかし、ボヤジアンの星は原始惑星系円盤を持つにはあまりにも古く、何億年も前のものです。 また、最も重要なことは、原始惑星系円盤を持つ星が持つはずの赤外線フラックス放射を示さないことです。 このため、この星はもともと「WTF(ワフ)」と呼ばれていました。 (4092>
原始惑星系円盤を持つ恒星です。 太陽のような星のまわりの原始惑星系円盤については、不明な点が多いのですが、いずれも赤外線を放射していることがわかります。 タビーの星にはそれがない。 ESO/L. Calçada
一連の彗星事象が、当該太陽系内への落下時に、大量の塵を蹴散らして放出した可能性があります。
Eta Corviと呼ばれる、私たちの近くに見られる短期的なフラックスの落ち込みを説明することができるのです。 彗星シナリオはタビーの星の周りで薄暗くなっていることの説明の一つですが、高品質の天文学的スペクトルが現在では除外されています。 NASA / JPL-Caltech
しかし、この解決策では説明できない現象がもう一つあります。 この星は、その特定の科学者によって発見されたから「タビーの星」あるいは「ボヤジャンの星」と呼ばれているのではなく、彼女がこの興味深く重要な新しい振る舞いに関する科学的調査を主導したからそう呼ばれているだけです。 彗星の塵は数ヶ月の単位で吹き飛ばされます。100年以上の時間スケールで減少したフラックスを維持するには、ほぼ連続的な彗星の砲撃が必要です。 同じような軌道を回る多くの彗星が必要で、それを得る方法はわかっていません。
フラックスが変化していない他の2つの星と一緒に。 Bradley E. Schaefer, via http://arxiv.org/abs/1601.03256
では、どのような説明の可能性が残っていたのでしょうか。 技術的に人類よりはるかに進んだ文明が、星の光の大部分を周期的に（あるいは非周期的に）遮断する装置を建設しているというものです。 その構造がより完全なものになるにつれて、遮られる光の量も増えていくのです。 過去100年の間に、この星からの光がこれほど大きく薄暗くなったという事実は、構造がどの程度完成したかという進歩によって説明できるかもしれません。
既成概念にとらわれないとはいえ、説得力のあるアイデアです。
メガストラクチャーはまだ完成しておらず、ガイア宇宙船が検出できる可能性もあります。 しかし、KIC 8462852の周辺では、そのようなことは起こっていません。 スペクトルの証拠から、それは除外されている。 Kevin McGill / flickr
しかし、無数の追跡観測のおかげで、それが間違いであることがわかったのです。 その理由は？ 宇宙人の巨大構造物のような物体は、光に対して完全に不透明で、光を通過させることができない。
過去3年間に撮影された19000枚以上の画像から、青い光から赤外線までの4つの波長帯で、短期間のフラックス低下から長期間の星の衰退まで、すべての減光現象で青い光が優先的に遮断されることが分かりました。 4092>
ダストの多いボク球体、バーナード68。 長波長光と相互作用するダストの粒が小さいため、赤外線はほぼ遮断されない。 ESO
したがって、それは塵でなければなりません。 フラックスディップの原因となるものも、長期的なフェージングの原因となるものも、どちらもダストが起源であるに違いないのです。 ケプラーのディップと「世俗的な薄暗がり」は、同じ現象によって引き起こされているのです。 この論文によれば、
この色消し現象は、塵の粒径が0.1ミクロンまで小さくなることを意味し、この塵が恒星の放射圧によって急速に吹き飛ばされることを示唆しているので、塵雲は数ヶ月以内に形成されたに違いないのです。 現代の赤外線観測は、少なくとも12.4%±1.3%のダストが存在する時に行われたので（経年減光の一部として）、これは星間ダストに由来する減光と一致するのです。 しかし、これはまだ少し謎です。
星と、いくつかの最近のフラックスディップを示すTabetha Boyajian（2018、Twitter経由）の最近のデータを重ね合わせたものです。 ここに図示されているように、ダストは星の表面には存在しない可能性があります。 Fクラスの星であるKIC 8462852は、これがもっともらしくなるには温度が高すぎるのだ。 T. Boyajian / Twitter
結局のところ、Boyajianの星は、我々が一緒に見つけることを期待しないものの組み合わせです。
- それは大量の星周ダストを持つことと一致します。
- 星そのものは太陽よりも明るく、熱く、重い。 つまり、星そのものの性質を考えると、私たちが見ているダストは数ヶ月しかもたないはずなのです。 私たちが知る限り、理にかなった2つの可能性があります。それは、高密度のダスト雲が存在する外部のダストリングがあるか、あるいはインフォール爆撃のイベントがあるか、あるいはこの星光の遮断をもたらす何かが星の外部にあるかです。
この星の周囲には、ダストの破片が存在するはずなのですが、それがありません。 もしそうなら、この飛行機が我々の視線と完全に一致しているのは信じられないほどセレンディピティで、もし本当なら驚くべき、ありえない出来事です。 仮に1％でも確率が高ければ、同じような恒星（99％）でこのような整列が見られないのは不可解である。 NASA / JPL-Caltech
1890年から観測されている明るさの低下は、現在の2018年のデータまで続いているようだが、安定はしていない。 しかも、数ヶ月に及ぶ長周期のディップと、その上に重なる1日以内の短周期のディップが存在する。 これは、たぶん100ナノメートルくらいの大きさまでの塵のせいであることは間違いないでしょう。 異なる波長や色で光がどのように減衰するかの比率がそれを証明し、他の仮説を排除しました。 しかし、その塵はどこから来たのでしょうか。これを絞り込むために、過去100年以上にわたる薄暗くなったり暗くなったりする現象を説明するために、どれくらいの塵が必要かを関係する科学者たちが計算しました。 単に私たちの視点だけで定義された通過平面上にあるものについては、月の質量程度に相当する量の塵が必要です。
Tabbyの星を説明するために考えられたものです。 その代わりに、巨大なダストハローを持つ一連の長周期彗星のような天体が、これらの一時的で過渡的なフラックスディップを引き起こす可能性がありますが、それを行うには不透明な天体の形をしていない非常に大量の質量が存在しなければならないのです。 NASA/JPL-Caltech
しかし、もっと多くのものが存在する可能性があるのです。 これまでの研究者は、もっと遠くの星間ダストが大量に存在する可能性も示唆しており、今回のデータもそれを裏付けています。
これは、星間ダストの存在に取って代わるか、追加されるかのどちらかでしょう。 星の周りにある物質の円盤に関しては、必要最低限のものである。 私たちが観測している面内だけでなく、その外側、つまりハローの中にも大量の塵があるかもしれないのです。 しかし、もしそれが存在するならば、赤外線を放射するほど近くにはないはずです。 4092>
あるいは、彗星の周りを回る惑星は、何も見えないところから赤外線を放射しているはずなのですが、フラックスディップが起きると、ジェームスウェブ宇宙望遠鏡は彗星仮説が内か外かわかるようになるはずです。 しかし、もっと外側にダストリング（ハロー）があるとすれば、この観測を説明できるかもしれません。 ESA, NASA, L. Calcada (ESO for STScI)
そして最後に、この塵は恒星の消化不良の結果かもしれないという、奇妙な説明候補が提案されています。 もし、天王星のような巨大なガス惑星がこの星に食われたのなら、その惑星が原因かも知れません。
木星は宿主に非常に近いので、その大気は宇宙空間に沸騰しています。 もし、最近 KIC 8462852 に飲み込まれたガス惑星があれば、観測された薄明かりの原因となる塵を「放出」している可能性があります。 NASA / GSFC
どのようなメカニズムであれ、ボヤジャンの星が暗くなったのは、ダストが原因であるということは確かです。 この塵は、可視光の波長よりも小さい100ナノメートル程度の粒子を含む、通常の粒子状の塵です。 この塵は、1日足らずの短時間の減光を引き起こすと同時に、何ヶ月も続く減光や、100年以上続いている減光をも引き起こすのです。 4092>
現在残っている大きな未解決の問題は、この塵がどこから来たのか、ということです。 星が若かったり、まだ形成中であったり、星が目に見えない伴星を持っているという信じられないような制約があるからです。 すべて星間ダストに由来するわけがないのです。 惑星が食い荒らされたのでしょうか？ 何かもっと変わったことが進行中なのでしょうか？ この星を知る唯一の方法は、もっともっと科学的に解明することです。 しかし、ひとつだけ確かなことは、異星人の巨大構造がどこかに存在するとしても、ここにはないということだ
。