Cu exact doi ani în urmă, în articolul ”O stea ciudată”, vă povesteam despre un astru straniu, cu variații neșteptate și inexplicabile de luminozitate, care ar fi putut duce cu gândul la existența unei structuri gigantice construite de către o civilizație extraterestră . Subliniam atunci că el a fost descoperit de către oameni de știință amatori, în cadrul programului Planet Hunters. Iată că, se pare, misterul a fost dezlegat. Și de această dată contribuția publicului larg a fost una semnificativă. Mă voi repeta și voi scrie aici ceea ce s-ar cuveni a fi scris la concluzii: trăim vremuri minunate, în care tot mai des omul pasionat obișnuit poate contribui decisiv la progresul științei.
Puțină istorie
Deși articolul ”O stea ciudată”, publicat în numărul din februarie 2017 al revistei noastre se află pe site, vreau să vă fac acum un foarte scurt rezumat. Am discutat adesea despre telescopul spațial Kepler, cel al cărui misiune este aceea de a căuta planete extrasolare. Practic el monitorizează circa 145.000 de stele situate într-o mică zonă din constelația Cygnus. Pentru a identifica planetele care se rotesc în jurul lor, el folosește metoda tranzitului. Practic, cu ajutorul lui se măsoară variațiile de luminozitate ale stelelor, atunci când prin fața lor trece o planetă. Cu ajutorul telescopului spațial Kepler au fost identificate până acum peste 2.300 de planete extrasolare. În general sunt folosite calculatoare pentru analiza rapidă a curbelor de luminozitate, dar această metodă are limitele ei. Așa cum spunea Meg Schwamb, de la Universitatea Yale: ”Calculatoarele sunt eficiente pentru găsirea lucrurilor pe care au învățat să le caute. În schimb, creierul uman are, pe lângă capacitatea de a identifica modele, și pe aceea de a descoperi lucruri stranii sau unice, dincolo de capacitățile mașinilor.”
Din acest motiv a fost lansat programul Planet Hunters, care invita pe toți ce pasionați de explorarea Universului să devină cercetători amatori și să pornească în căutarea planetelor extrasolare, folosind datele transmise de către telescopul spațial Kepler. Astfel a fost descoperit comportamentul de-a dreptul straniu al unei stele. Aceasta, aflată la circa 1.280 ani lumină distanță de noi și având numele de catalog KIC 8462852, prezenta variații ciudate ale luminozității, așa cum au descoperit cercetătorii amatori implicați în programul Planet Hunters. Pe 11 septembrie, anul 2015, pe portalul arXiv era postat articolul intitulat ”Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the Flux?”, în care erau sintetizate constatările cercetătorilor. În rezumatul lucrării stranietatea stelei KIC 8462852 era descrisă astfel: ”Pe timpul desfășurării misiunii Kepler, s-au constatat scăderi neregulate și neperiodice ale fluxului [de lumină provenit de la steaua] KIC 8462852, cu valori mai mari de 20%. Scăderea luminozității avea durate cuprinse între 5 și 80 de zile. […]”.
Pentru claritate, cred că este nimerit să fac câteva precizări. Atunci când o planetă trece prin fața astrului său central curba de variație a luminozității are o formă simetrică, asemănătoare cu forma literei ”U”. De asemenea scăderea luminozității se produce periodic, ceea ce ne oferă informații asupra perioadei orbitale a planetei. În plus, variația de luminozitate este foarte mică, rareori depășind 1%. Așa cum ați văzut din citatul pe cere vi l-am prezentat mai sus, steaua KIC 8462852 încălca cu îndrăzneală toate aceste principii elementare. Din acest motiv ea era o stea de-a dreptul misterioasă.
Desigur, ne-am putea gândi că avem de-a face cu o variație intrinsecă a luminozității stelei, adică, altfel spus, să avem de-a face cu o stea variabilă. Această ipoteză a fost respinsă încă din start. Caracteristicile fizice ale KIC 8462852 nu permiteau ca aceasta să facă parte din categoria stelelor variabile. Era nevoie să fie explorate alte ipoteze.
Ipoteze
Nu vreau să fac acum o trecere în revistă a tuturor ipotezelor care încercau să explice comportamentul straniu al stelei KIC 8462852. Le-am trecut în revistă în articolul de acum doi ani. Mă voi opri asupra uneia singure, probabil ce-a mai fascinantă dintre toate: ipoteza civilizației extraterestre.
În ziua de 3 iunie 1960, renumitul fizician Freeman Dyson publica în revista Science un articol foarte scurt, intitulat ”Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation” (Căutarea de surse stelare artificiale de radiații infraroșii). Se pare că Dyson a fost inspirat de o carte SF, Star Maker, publicată de către scriitorul american Olaf Stapledon, în 1937. Fără a intra deloc în detalii tehnice, fizicianul american arăta că, pe măsură ce o civilizație o civilizație tehnologică se dezvoltă, necesitățile energetice ale acesteia cresc exponențial. Pentru a satisface aceste cerințe, la un moment dat, ea va fi nevoită să utilizeze toată energia emisă de către astrul central. În cazul unei civilizații aflată într-un sistem planetar similar cu Sistemul Solar, ea va putea să ”distribuie o masă de materie echivalentă cu masa lui Jupiter, pentru a realiza un înveliș sferic (spherical shell) la o distanță dublă față de distanța Pământ-Soare, care va avea asemenea grosime încât densitatea lui ar fi 200 grame pe centimetrul de suprafață (la o grosime de doi până la trei metri). Un asemenea înveliș sferic ar fi confortabil de locuit și ar putea conține toate mașinile necesare pentru a exploata energia venită de la astrul central.” În articolul său Dyson propunea căutarea de ”obiecte întunecate cu raze comparabile cu orbita terestră și cu temperatura la suprafață cuprinsă între 200 până la 300K.”
Imediat propunerea lui Dyson a primit replici viguroase. Structura propusă de el era imposibilă din punct de vedere mecanic. Dyson revine mai apoi asupra propunerii sale adăugând câteva aspecte ce lipseau din articolul din Science. ”Un înveliș sferic solid care înconjoară o stea este imposibil din punct de vedere mecanic. Forma biosferei pe care o am în vedere constă dintr-o colecție sau o mulțime de obiecte care se deplasează pe orbite independente în jurul stelei. Mărimea și forma acestor obiecte individuale va fi aleasă astfel încât să corespundă cerințelor locuitorilor. Nu mă lansez în speculații privind detaliile constructive ale biosferei, deoarece emisia de radiații infraroșii este independentă de aceste detalii.”
Această ”mulțime de obiecte” ar putea obtura lumina provenită de la steaua KIC 8462852 în maniera obeservată de cerecetătorii amatori de la Planet Hunters? Da, desigur, susțin partizanii acestei ipoteze. Numai că apare o problemă. Conform propunerii lui Dyson ar trebui să observăm, simultan cu scăderea luminozității stelei, o creștere a luminozității în domeniul infraroșu, corespunzătoare unei temperaturi de 200 până la 300 K. Datele obținute nu indicau un asemenea comportament.
Chiar dacă ipoteza existenței unei structuri realizate de către o civilizație extratestră are foarte slabe șanse de a fi confirmată, asta nu înseamnă că poate fi exclusă cu totul. Din acest motiv organizația SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) a folosit alte căi pentru identificarea unei posibile civilizații în vecinătatea stelei KIC 8462852. În primul rând s-a încercat detectarea unor semnale radio artificiale provenind din imediata apropiere a stelei. Pentru aceasta a fost folosită rețeaua de telescoape Allen (Allen Telescope Array) și radiotelescopul Green Bank.
Cum deosebești un semnal radio artificial de unul natural? Să nu uităm: la vremea lor, semnalele radio periodice emise de pulsarul CP 1919 (sau PSR B1919+21), descoperite de către Jocelyn Bell la jumătatea anului 1967, păreau a fi artificiale. Este o întreagă poveste aici: inițial s-a crezut că avem de-a face cu emisii radio ale unei civilizații extraterestre, iar semnalul a primit numele LGM-1… În prezent se consideră ca fiind un bun indiciu, pentru o transmisie extraterestră, un semnal radio cu o lățime de bandă foarte îngustă. În general asta se caută. Cei de la SETI au mai luat în considerare și semnale de bandă largă, care ar trebui să aibă anumite caracteristici, specifice unor sisteme de propulsie avansată. Rezultatul acestor căutări a fost complet negativ. Nu a fost identificat nici un semnal care să posede caracteristicile unuia artificial.
Dar căutarea a mers mai departe. În fond nu putem exclude ideea că o civilizație extraterestră avansată a abandonat comunicarea prin unde radio. Poate că și-ar face cunoscută prezența prin intermediul unor fascicule laser. Din acest motiv SETI a lansat și o căutare în domeniul optic. Și de această dată rezultatul a fost unul negativ.
Toate aceste constatări au făcut ca probabilitatea prezenței unei megastructuri în imediata vecinătatea a stelei KIC 8462852 să se apropie vertiginos de zero. Totuși încă nu putem să o eliminăm cu totul.
Am insistat mult asupra acestei ipoteze. Am vrut doar să ilustrez un fapt negat de prea multă lume. În știință sunt explorate adesea până și cel mai puțin probabile ipoteze, chiar și atunci când majoritatea oamenilor de știință le contestă viguros. Vă rog să nu uitați că, în știință, eroii sunt aceia care răstoarnă concepțiile larg acceptate la un anumit moment.
Steaua KIC 8462852 continuă să fie un mister. Iar soarta misterelor este aceea de a provoca la elucidarea lor. Dar pentru aceasta erau necesare date suplimentare. Aici intră în scenă, din nou, pasionații de știință.
Un proiect Kickstarter
În luna mai a anului 2016, Tabetha Boyajian, autoarea principală a articolului ”Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the Flux?” (vă reamintesc că el a adus la cunoștința lumii existența acestei stele misterioase) lansa pe platforma Kickstarter un proiect care avea drept obiectiv colectarea de fonduri pentru a finanța observații suplimentare. Ca o paranteză vreau saă vă spun că acum, neoficial, steaua KIC 8462852, se numește steaua lui Tabby. Acest nume îl voi folosi și eu de acum înainte.
În prezentarea proiectului Tabetha Boyajian arăta că ”Steaua a fost descoperită cu ajutorul datelor transmise de către telescopul spațial Kepler, dar acesta are acum o altă misiune și nu mai realizează măsurători asupra ei. Dar, pentru a elucida ceea ce se întâmplă acolo avem nevoie de mai multe date. Avem nevoie de ajutorul vostru! Vom utiliza platforma Kickstarter pentru a construi o comunitate a oamenilor care sunt interesați să lucreze împreună cu noi pentru elucidarea misterului. De ce avem nevoie acum? Avem nevoi de mai multe date! Vreți să ajutați? Vreți să învățați? Alăturați-vă noua!”
Tabetha Boyajian explică faptul că, deşi astronomii amatori pot urmări și măsura luminozitatea stelei, din păcate, măsurătorile realizate de către ei nu sunt suficient de precise. Ea propune folosirea rețelei globale de telescoape Las Cumbres (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network) pentru monitorizarea continuă a stelei. Dar asta presupune costuri pentru închirierea telescoapelor. Tabetha Boyajian face apel la pasionații de știință pentru a dona sume de bani, astfel încât să se poată colecta cei o sută de mii de dolari necesari pentru monitorizarea stelei lui Tabby.
Acum, câteva cuvinte despre rețeaua globală de tescoape Las Cumbres. Ea este o rețea privată, nonprofit, de telescoape robotizate. Ele sunt distribuite atât în ambele emisfere. Pentru anumite obiecte cerești rețeaua de telescoape permite observarea continuă, 24 de ore din 24. Astfel, folosind un soft specializate, rețeaua se comportă ca și cum ar fi un singur observator. Tabetha Boyajian: ”[Prin folosirea acestei rețele de telescoape] vom putea obține informații detaliate despre obiectul (obiectele) care trece prin fața stelei, care produce scăderea de luminozitate! Una dintre metode [pentru a obține aceste informații] constă în observarea stelei pe diferite lungimi de undă. Vom monitoriza steaua pe o varietate de culori! În plus, datele vor fi obținute în timp real și, atunci când strălucirea stelei va coborî sub un anumit prag, se va declanșa colectarea de mai multe informații prin rețeaua globală de tescoape Las Cumbres. Echipa noastră va lansa și alerte pentru ca instrumente mai performante să colecteze date mai bune.”
Banii necesari pentru finanțarea monitorizării continue a stelei lui Tabby s-au strâns cât ai zice Kickstarter. Aventura căutării răspunsurilor putea să înceapă.
Rezultatele
Aș putea spune că a fost și un dram de noroc. Deși era foarte probabil ca steaua să nu aibă variații ale luminozității peentru o lungă perioadă de timp, așa cu o mai făcuse în trecut, la scurt timp după declanșarea campaniei de observare luminozitatea ei a încept să scadă.
În anul 2017 au fost identificate patru scăderi de luminozitate, cu valori cuprinse între 1 și 2,5%, cu durate de o zi până la câteva săptămâni. Cele patru scăderi de luminozitate au fost botezate Elsie, Celeste, Scara Brae și Angkor de către cei ce au participat la finanțarea proiectului pe platforma Kickstarter.
Așa cum arăta Tabetha Boyajian, de această dată steaua a fost monitorizată pe mai multe lungimi de undă din zona vizibilă a spectrului. Ce ar aduce în plus o asemenea monitorizare? Răspunsul îl avem de la Jason Wright, astronom la Universitatea de Stat din Pennsylvania, unul dintre cei peste 200 de cercetători implicați în proiect, ”Doream să vedem dacă scăderea de luminozitate este mai mare pe mai anumite lungimi de undă și mai mică pe altele. Dacă această scădere ar fi fost identică pe lungimi de undă diferite, atunci ar fi însemnat că scăderea de luminozitate a fost provocată de un obiect opac, cum ar fi o planetă sau chiar o megastructură care orbitează planeta.”
Rezultatele observațiilor au fost postate în ziua de 3 ianuarie 2018, pe site-ul de preprinturi ArXiv, în articolul intitulat ”The First Post-Kepler Brightness Dips of KIC 8462852” (Primele scăderi de luminozitate postKepler ale [stelei] KIC 8462852). Măsurătorile arată clar: scăderile de luminozitate sunt mai accentuate în zona albastră a spectrului decât în cea roșie ceea ce indică faptul că nu un obiect opac este vinovatul scăderilor de luminozitate a stelei lui Tabby. Analiza cercetătorilor, bazată pe valorile măsurate, a arătat că avem de-a face cu un nor de praf circumstelar al cărui grăunți au dimensiuni mult mai mici decât un micron. În plus, în articol se precizează că ”Acest praf circumstelar s-ar împrăștia foarte repede sub acțiunea presiunii radiațiilor stelei. Din acest motiv, el trebuie să fi fost produs recent.”
Aceste rezultate lămuresc pe deplin misterul stelei lui Tabby? Un răspuns afirmativ m-ar fi aruncat în brațele plictiselii. Din fericire misterul rămâne. De unde provine acest praf circumstelar ”produs recent”? Să fie el consecința coliziunilor între corpuri cerești care orbitează steaua? Vă reamintesc ca dimensiunea particulelor de praf circumstelar este mai mult mică decât un micron, adică o dimensiune de același ordin de mărime cu cea a particulelor solide din fumul de țigară. În urma coliziunilor ar putea rezulta cantități semnificative de praf interstelar cu asemenea dimensiuni?
După cum vedeți mai sunt multe întrebări care își așteaptă răspunsul. Steaua lui Tabby rămâne în continuare misterioasă. Am ridicat acum doar un colț al cortinei și am luminat doar un colț al scenei. Avem nevoie de măsurători suplimentare, cu instrumente mai sofisticate, pentru a înlătura misterul rămas.
Concluzie
Cu riscul de a mă repeta, voi spune că steaua lui Tabby marchează un moment important: cel al implicării oamenilor de știință amatori în progresul științei. Sunt de acord întrutotul cu Tabetha Boyajian: ”Dacă nu ar fi existat cercetătorii amatori care să privească fără prejudecăți Universul, atunci această stea neobișnuită ar fi fost trecută cu vederea. Dacă nu am fi avut sprijinul public pentru a realiza aceste noi măsurători, atunci nu am fi avut la dispoziție datele de care aveam nevoie [pentru a descifra misterul stelei]”.
