Selitys löytyi Tabbyn-tähdelle

Kuvituskuva nyt vääräksi osoitetusta komeettaparvimaalista,
jolla pyrittiin selittämään Tabbyn tähden epäsäännölistä
himmenemistä. 

Tutkijat^[1] ovat löytäneen luontevan selityksen ns. Tabbyn tähden^[2] himmenemiselle. Tähden virallinen tunnus on KIC 8462852 ja sen havaittiin himmenevän oudosti huomattavan paljon. Tämän tyyppisten tähtien kirkkauden vaihtelu on odotetusti korkeintaan noin1 % luokkaa mutta Tabbyn tähden epäsäännöllinen himmeneminen oli jopa 22 %.

Tähtenä KIC 8462852 on hieman Aurinkoa massiivisempi, kuumempi ja paljon nuorempi (ikä on alle miljardi vuotta). Sen sisäinen rakenne poikkeaa Auringon rakenteesta. Tähden radiatiivinen kerros on paksumpi ja vastaavasti pinnan konvektiivinen kerros on ohuempi kuin Auringolla. Tähti myös pyörii hyvin nopeasti itsensä ympäri, yhteen kierrokseen kuluu aikaa vain 0,88 vuorokautta.

Uusimman tutkimuksen mukaan kyseisen himmenemisen aiheuttaja on tähdessä tapahtuvat muutokset. Tähti on vakaan ja epävakaan tilan välissä, jolloin siinä tapahtuu ferromagneettisia faasimuunnoksia, jotka suoraan vaikuttavat siihen, kuinka kirkas tähti on.

Faasimuunnokset ovat hyvin yleisiä erityyppisissä tähdissä ja niitä tapahtuu myös Auringossa auringonpilkkujen ja niiden läheisyydessä tapahtuvien aurinkomyrskyjen ja purkausten alueella. Toisin sanoen ja samalla paljon yksinkertaistaen: Tabbyn tähden lyhytaikaiset ja voimakkaat kirkkaudenvaihtelut johtuvat jättimäisistä (tähti)pilkuista. Pitkäaikaista himmenemistä pilkut eivät kuitenkaan selitä: tähdessä on tapahtumassa muutakin, tutkijoiden kannalta jotakin uutta ja hyvin mielenkiintoista.

Ei ainoa lajissaan

Kansainvälinen tutkijaryhmä (johtajanaan Trevor J. David, Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA) on havainnut toisen (vaikkakaan ei samasta syystä), lyhytaikaisesti ja voimakkaasti himmenevän tähden. Tähti tunnetaan luettelotunnuksella RIK-210^[3] ja se sijaitsee 472 valovuoden etäisyydellä meistä. Himmeneminen on noin 5–20 % 5,57 vuorokauden välein. Himmenemistaajuus vastaa tähden pyörimisaikaa, joten sen syytä joudutaan etsimään tähdestä itsestään.

Davidin tutkimusryhmän pääselitys himmenemiselle on, että tähden magneettikentässä on tähden mukana kiertävä pilvi, jonka materiaali himmentää tähteä. Pölypilvi voisi olla jäänne tähteen päätyneestä protoplaneetasta tai muusta sellaisesta. Myöhemmät fotometriset havainnot osoittavat, että himmenemistä ei enää esiinny ainakaan yhtä voimakkaana kuin Keplerin havainnoissa. Tutkijat pyrkivät saamaan moni-kanavaisia fotometrisiä havaintoja tähdestä, jolloin himmenemisen syy voi saada tarkemman selityksen.

Näiden kahden tutkimuksen perusteella lähinnä scifi-luokkaan kuuluvia selityksiä kuten Dysonin-kehiä tai –palloja, tai mitään muutakaan vieraan sivilisaation luomia megarakenteita ei voi pitää uskottavina selityksinä himmenemisille. Tutkimusmenetelmien ja -välineiden kehittyessä tulemme varmasti törmäämään vielä moniin, aluksi selittämättömiin ilmiöihin, mutta niiden tarkempi havainnointi ja tutkiminen paljastavat niistä monia mielenkiintoisia ja kiehtovia luonnonilmiöitä.

Huomautukset

[1] Mohammed A. Sheikh, Richard L. Weaver, and Karin A. Dahmen^† (Department of Physics, University of Illinois at Urbana Champaign, Urbana, Illinois 61801, USA). Tutkimus julkaistiin Physical Review Letters –tiedejulkaisussa 19.12.2016 (Phys. Rev. Lett. 117, 261101)

[2] Tähteä alettiin kutsua Tabbyn tähdeksi sen jälkeen kun Tabetaha ”Tabby” Boyajian (Yalen yliopisto) johtama tutkimusryhmä oli arvioinut tähden himmenemisen johtuvan tähteä kiertävästä valtavasta komeettaryhmästä. Selitys olisikin ehkä ”nielaistu” sellaisenaan ellei Jason Wright (Pensyvania State yliopisto) tutkimusryhmineen olisi julkaissut lehtiartikkelia aiheesta. He esittivät himmenemisen syyksi muukalaissivilisaatiota, joka olisi rakentanut tähtensä ympärille valtavan satelliiteista koostuvan megarakenteen tähden energian keräämiseksi. Artikkeli ”räjäytti potin”. Lähes jokainen kynnelle kykenevät tiedostusvälinen julkaisi oman version Wright’in selityksestä.

Tähti sijaitsee Joutsenen tähdistössä, sen visuaalinen kirkkaus on 11,7^m , spektriluokka F3 V/IV (pääsarjan tähti), etäisyys 1480 valovuotta ja säde 1,58 R_Sun . Tähtikartoissa ja luetteloissa tähdellä on tunnuksia: TYC 3162-665-1, 2MASS 20061546+4427248 (numerosarja kertoo tähden koordinaatit), UCAC4 673-083862 ja WISE J200615.45+442724.7.

[3] Tähden, samoin kuin Tabbyn tähden, himmeneminen löydettiin avaruusteleskooppi Keplerin kokoamasta aineistosta. RIK-210 aineisto on peräisin Keplerin K2-vaiheen aineistosta ja tähti kuuluu Ylä-skorpionin OB assosiaatioon. Assosiaation ikä on vain 5–10 miljoonaa vuotta.

Katso myös artikkelit

http://avaruusmagasiini.blogspot.nl/2016/01/komeetat-ei-selita-tabbyn-tahden.html

http://avaruusmagasiini.blogspot.nl/2016/08/tabbyn-tahden-mysteeri-syvenee.html

Komeetat ei selitä Tabbyn tähden himmenemistä

Viimevuoden lopulla otsikoihin nousi kirkkauttaan menettäneen tähden omituinen valokäyrä ja ennen kaikkea se, millä sitä yritettiin selittää. Kyseisen tähden KIC 8462852^[1] (joka tunnetaan myös nimellä Tabbyn tähti tutkijan Tabetha Boyajian’in mukaan) kirkkaus näytti vaihtelevan epäsäännöllisesti. Kirkkaushavaintoja tähdestä tehtiin Kepler-avaruuskaukoputkella^[2] vuosina 2009–2013.

Epäsäännölliselle himmenemiselle tutkijat eivät löytäneet luontevaa selitystä. Tabetaha Boyajian (Yalen yliopisto) tutkimusryhmä arvioi tähteä kiertävän suuren komeettapilven selittävän epäsäännölliset himmenemiset.

Selitys olisikin ehkä ”nielaistu” sellaisenaan ellei Jason Wright (Pensyvania State yliopisto) tutkimusryhmineen olisi julkaissut lehtiartikkelia aiheesta. He esittivät himmenemisen syyksi muukalaissivilisaatiota, joka olisi rakentanut tähtensä ympärille valtavan satelliiteista koostuvan megarakenteen tähden energian keräämiseksi. Artikkeli ”räjäytti potin”. Lähes jokainen kynnelle kykenevät tiedostusvälinen julkaisi oman version Wright’in selityksestä.

Tässä vaiheessa Braley Schaefer (Lousiana State yliopisto) jatkoi aiheen ja himmenemisen tutkimusta. Boyajian tutkimusryhmä oli etsinyt tähden aikaisemmista himmentymisistä Harvard yliopiston skannatuista lasilevyvalokuvista löytämättä mitään merkittävää. Schaefer ei kuitenkaan ollut aivan vakuuttunut asiasta ja etsi viiden vuoden keskiarvoista pitkäkestoisia himmenemisiä. Se mitä hän löysi, oli todellinen yllätys: tähden kirkkaus oli vähentynyt noin 20 % vuodesta 1890 vuoteen 1989.

Varmistaakseen löytönsä Schaefer meni Havardiin mittaamaan alkuperäisistä lasilevyistä tähden kirkkauden muutoksia. Harva tähtitieteilijä osaa enää tehdä tarkkoja tähtien kirkkausmittauksia lasilevyistä. Schaefer on yksi niistä harvoista. Tulos oli sama kuin skannatuista kuvista mitattu: tähti on todellakin himmentynyt noin 20 %.

Schaeferin saama tulos oli merkittävä, se kumosi molemmat aikaisemmin esitetyt selitysyritykset. Ensiksi Schaefer laski tarvittavien komeettojen määrän. Komeettoja, joiden koko olisi yli 200 km, pitäisi olla vähintään 648 000 kappaletta. Komeettojen koko ja määrä tekee selityksestä hyvin epätodennäköisen.

Toinen kumoutunut selitys oli muukalaissivilisaatio. Ei tunnu kovinkaan todennäköiseltä, että vaikka kuinka kehittynyt kulttuuri olisi kysymyksessä, että se kykenisi rakentamaan vain vuosisadassa yli viidesosan tähden peittävän megarakennelman.

Megarakennelmaa vastaan on myös se merkittävä huomio, että tähden infrapunaisilla aallonpituuksilla ei ole havaittu minkäänlaista muutosta. Jos megarakennelma olisi todellisuutta, infrapunasäteilyn olisi pitänyt kasvaa niin paljon, että tähden bolometrinen säteilymäärä olisi pysynyt muuttumattomana.

Toistaiseksi tutkijat ovat siis ”huuli pyöreänä” ja ilman selitystä. Voi olla että Tabbyn tähti on uusin avaruuden ”omituisten otusten kerhon jäsen”, jolle teoreetikkojen tulee keksiä hyvä selitys. Lisätutkimuksia joka tapauksessa tarvitaan ennen kuin arvoitus on ratkaistu.

Huomautukset

[1] Tähti sijaitsee Joutsenen tähdistössä, kirkkaus 11,7^m , spektriluokka F3 V/IV (pääsarjan tähti), etäisyys 1480 valovuotta, säde 1,58 R_Sun . Tähtikartoissa ja luetteloissa tähdellä on tunnuksia: TYC 3162-665-1, 2MASS J20061546+4427248 (numerosarja kertoo tähden koordinaatit),
UCAC4 673-083862 ja WISE J200615.45+442724.7 .

[2] Kepler avaruuskaukoputken tehtävän oli tehdä mittauksia tähtien kirkkauksista. Se oli suunnattu vuosina 2009–2013 Joutsenen ja Lyyran tähdistön rajalle, jossa sen kuvakentässä oli ainakin 150 000 tähteä. Näistä tähdistä on löydetty yli tuhat eksoplaneetta ja hyviä kandidaatteja on vähintään 3500. Keplerin ohjausjärjestelmä rikkoontui vuonna 2013 ja nykyisin sen suuntaaminen alkuperäiseen kohteeseen ei enää ole mahdollista. Sen sijaan avaruuskaukoputki tekee tähtien kirkkausmittauksia ekliptikan tasossa noin kolmen kuukauden jaksoissa.

Alla Tabbyn tähden kirkkauskäyriä!