Звезда Табби: мерцающее солнце, заставившее астрономов произнести запретное слово
С 2009 по 2013 год космический телескоп НАСА "Кеплер" держал под непрерывным наблюдением один участок неба. Его поле охватывало примерно 150 000 звёзд близ созвездия Лебедя, а задачей было уловить слабые регулярные подмигивания, что выдают планету, проходящую перед своим солнцем. Затемнение при этом крохотное. Даже гигант размером с Юпитер заслоняет лишь около одного процента света своей звезды, а прибор был построен так, чтобы измерять изменения намного меньшие. Объём данных был слишком велик, чтобы команда миссии просмотрела его глазами, и проект гражданской науки "Охотники за планетами" пригласил публику просматривать кривые блеска. Именно эти добровольцы, обычные люди у своих клавиатур, снова и снова обводили в архиве одну звезду и оставляли рядом одни и те же озадаченные пометки. Звездой была KIC 8462852, звезда главной последовательности класса F на расстоянии около 1470 световых лет, чуть горячее и крупнее Солнца и во всём остальном ничем не примечательная.
Её свет не вёл себя так, как что-либо ещё в каталоге. Вместо неглубокого провала, повторяющегося по строгому расписанию, яркость обрушивалась рваными несимметричными падениями. Около 792-го дня миссии звезда потеряла около 15 процентов света. Около 1519-го дня она потеряла ошеломляющие 22 процента. Вокруг этих событий и между ними шла череда меньших нерегулярных провалов: одни длились несколько дней, другие растягивались на недели, и приходили они через промежутки без различимого ритма. Одни падали резко и восстанавливались медленно, другие наоборот. Планета даёт один и тот же аккуратный провал по одному и тому же жёсткому расписанию, потому что она шар на фиксированной орбите. То, что проходило перед этой звездой, заслоняло почти четверть её света, в непредсказуемое время, в формах, которые не может создать ни один шар на орбите.
Астроном Табета Бояджян, тогда работавшая в Йеле, возглавила первое серьёзное исследование объекта. Опубликованная в 2015 году статья носила откровенное рабочее название "Куда делся поток?", давшее звезде прозвище, которое она носит среди исследователей до сих пор, наряду с более привычным "звезда Табби". Её команда перебрала естественные объяснения одно за другим. Ошибку аппаратуры исключили: провалы были настоящими, а не дефектом фотометрии "Кеплера". Молодая звезда, ещё укутанная тёплым диском планетообразующей пыли, пылала бы в инфракрасном, но последующие наблюдения не нашли такого избыточного свечения, что исключило юную пылевую систему. Межзвёздный мусор, пролетающая планета-изгой и искажённая звезда-компаньон - каждое объяснение рушилось при проверке. Сильнейшим из уцелевших вариантов был огромный рой гигантских комет, разорванных и растянутых вдоль вытянутой орбиты, и сама статья признавала, что даже это объяснение натянуто.
Затем Джейсон Райт, астроном из Университета штата Пенсильвания, изложил в печати возможность, которой другие исследователи избегали. Глубокие, рваные, нерегулярные провалы, отметил он, согласуются и с роем колоссальных искусственных сооружений на орбите вокруг звезды - тех панелей для сбора света, что физики называют роем Дайсона. Райт подал идею именно как гипотезу последней инстанции, заслуживающую честной проверки как раз для того, чтобы её можно было отвергнуть, а не как утверждение, что такие сооружения существуют. Пресса была куда менее осторожна. Выражение "звезда инопланетной мегаструктуры" обошло весь мир, и KIC 8462852 ненадолго стала самой знаменитой звездой галактики.
Проверку провели. Институт SETI навёл на звезду антенную решётку Аллена в Калифорнии и искал радиоизлучение технологического происхождения. Проект Breakthrough Listen позже слушал её гигантским телескопом Грин-Бэнк в Западной Виргинии в широком диапазоне частот. Ни один поиск не обнаружил искусственного сигнала какого бы то ни было рода.
Пока шла эта работа, естественная сторона загадки усложнялась. Астроном Брэдли Шефер изучил гарвардскую коллекцию стеклянных фотопластинок, на которых обсерватории фиксировали небо больше века. Сравнив снимки KIC 8462852 за десятилетия, он сообщил, что звезда потускнела примерно на 15 процентов между 1890 и 1989 годами. Утверждение немедленно оспорили. Другие исследователи, работавшие с теми же пластинками, доказывали, что видимое угасание - артефакт того, как калибровали и хранили старые фотоэмульсии, и спор этот не разрешён до сих пор. Затем отдельная команда проанализировала собственные точные измерения "Кеплера" и обнаружила, что звезда заметно тускнеет даже за четыре года миссии - медленный спад, лежащий под драматическими провалами.
Чтобы решить вопрос, требовалось поймать провал в момент его хода приборами, способными измерять свет более чем на одной длине волны. "Кеплер" этого не мог. Он записывал яркость в одной широкой полосе, и все его провалы были найдены много позже события. Бояджян, к тому времени описавшая загадку огромной аудитории в лекции TED под названием "Самая загадочная звезда во Вселенной", обратилась к краудфандингу. Кампания на Kickstarter собрала около ста тысяч долларов от тысяч мелких жертвователей - достаточно, чтобы купить наблюдательное время в обсерватории Лас-Кумбрес, всемирной сети роботизированных телескопов, способной вести почти непрерывное наблюдение и откликнуться в тот миг, когда звезда начнёт тускнеть.
В мае 2017 года звезда пошла навстречу. Она начала новую серию провалов, которым наблюдатели дали имена Элси, Селеста, Скара-Брей и Ангкор. Ни один не был так глубок, как великие события "Кеплера": крупнейший достиг лишь нескольких процентов. Но на сей раз измерения велись сразу в нескольких цветах, пока свет падал. Результат был решающим. Сплошной непрозрачный объект, будь то планета или панель, заслоняет все цвета одинаково и отбрасывает ровную серую тень. Эти провалы были стабильно глубже в синем свете, чем в красном. Это отпечаток мелкой пыли, чьи крохотные зёрна рассеивают синий свет в сторону, пропуская более красный. Статьи 2018 года, сообщавшие о результате, были ясны: звезду вуалирует обычная пыль, в облаках слишком тонких и прозрачных, чтобы быть твёрдой конструкцией любого рода.
С тех пор звезда продолжает проваливаться, и за ней продолжают следить. Долговременный мониторинг подтверждает, что угасание идёт сразу на нескольких временных масштабах - от провалов длиной в дни до медленных спадов и восстановлений, растянутых на месяцы и годы. Чего наблюдения не дали, так это источника. Пыль вокруг зрелой звезды такого типа не должна сохраняться. Её утягивает внутрь или выдувает наружу за сроки, короткие по сравнению с жизнью звезды, поэтому устойчивая завеса требует чего-то, что постоянно производит свежие зёрна. Ничего такого не выявлено.
Выводы и открытые вопросы
Измерение 2018 года закрыло один вопрос и оставило открытым больший. В игре остаются четыре естественных объяснения, у каждого - подлинная сила и упрямая слабость.
Гипотеза экзокомет, которой отдают предпочтение Бояджян и астроном Массимо Маренго, гласит, что семейство больших комет медленно распадается и роняет пыль, проносясь близ звезды. Её сила в том, что кометы действительно производят пыль и действительно ходят по вытянутым орбитам. Её слабость арифметическая: число комет, потребное, чтобы заслонить пятую часть света звезды, расточительно велико.
Вторая теория считает, что обломки идут от луны или малой планеты, разорванной в недавнем столкновении и теперь перемалывающей себя в порошок. Одна катастрофа могла бы разом поставить огромные количества пыли. Слабость в том, что такие события должны быть редки и должны угасать, тогда как эта звезда всё продолжает проваливаться.
Третья идея, поднятая Райтом и другими, состоит в том, что пыль вовсе не близ звезды, а дрейфует в межзвёздном пространстве между ней и нами - холодный сгусток, сквозь который мы случайно смотрим. Это ловко обходит проблему недостающего инфракрасного. Против неё - то, что требуемое выравнивание есть большое совпадение, а идею трудно проверить.
Четвёртое предложение, теоретика Брайана Метцгера и коллег, состоит в том, что звезда поглотила планету в относительно недавнем прошлом, ненадолго вспыхнула и теперь оседает обратно в окружении обломков. Его преимущество - объяснение долгого медленного угасания. Оно же просит нас поймать редкое событие ровно в нужный миг.
Рой Дайсона Райта выживает лишь как явно миноритарная открытая теория. Некоторые утверждают, что достаточно пористая или окутанная пылью искусственная конструкция в принципе могла бы имитировать зависящее от цвета затемнение, но никаких свидетельств этому нет, радиопоиски дали отрицательный результат, и общепринятое прочтение таково, что измерения цвета сняли мегаструктуру со стола. Райт предложил её как то, что следует исключить, и наблюдения её исключили.
По-настоящему необъяснённым остаётся источник пыли. Почему именно эта звезда, и, по-видимому, никакая другая её рода, сидит за колышущейся завесой зёрен, что постоянно себя пополняет? Почему затемнение приходит сгустками, а не ровной дымкой? Вековое угасание, записанное на гарвардских пластинках, не разрешено иначе. Либо старые пластинки нас обманули, либо на одной и той же звезде работают два разных механизма, и ни тот ни другой ответ не утешает.
Одна теория гласит, что истинный ответ - это сочетание: разрушенное тело, питающее рой комет, или недавняя планетная катастрофа, чьи обломки рассеиваются перед нами в реальном времени. Стоит также спросить, уникальна ли KIC 8462852 вообще, или же такие звёзды обычны, а ни за одной другой не следили достаточно близко и достаточно долго, чтобы заметить. Честная позиция та, которую поддерживает сам свет: завеса - это пыль, а откуда пыль берётся, неизвестно.