2016年2月3日

恆星亮度變化暗示文明存在? 衰減的星光

作者/金升光(任職於中央研究院天文及天文物理研究所)

系外行星的發現就像科幻電影裡繽紛的異星世界引人遐思。天文學家嚴謹的面對研究,論文中科學證據與推論分陳;然而擅長捕風捉影的媒體,若再加上不講究精準的語言,真實與幻想的界線往往只剩下版面的差別。當天文研究扯上外星文明時,就如同點燃的引信瞬間爆發。這回的恆星主角照例有個平凡名字:KIC 8462852但它看起來真的有點奇怪。

系外行星搜尋任務
美國航太總署在2009年發射了克卜勒太空船研究系外行星,也紀念克卜勒發現行星橢圓軌道四百周年年。和拍攝美美照片的哈柏太空望遠鏡有所不同,克卜勒望遠鏡持續監測天鵝座翅膀附近,在約相當於24個滿月直徑的天區內,選定將近15萬顆恆星的亮度變化。因為通訊和儲存能力有限,由42塊晶片組合總畫素將近一億的相機,只能記錄下載一小部份預先設定好的畫素資料,分析目標恆星的光變曲線。如果觀測時恰好有系外行星遮住背景恆星的光芒,好比像日食或金星凌日,亮度變化就會呈現在光變曲線中,亮度的改變與行星和恆星之間的相對大小有關。例如太陽直徑大約是木星的10倍,對應的亮度變化不會超過1%;反過來說,恆星亮度改變卻未必是系外行星遮掩的結果,需要其他的佐證。截至目前為止,克卜勒已經發現超過1000顆系外行星,近4700個目標尚待確認,另外還包括超過2100對食雙星。

KIC(Kepler Input Catalog)是為克卜勒任務特別編定的星表,包含了1300萬個天體。雖然固定的監測目標遠低於此數,並不表示科學家們有足夠能力分析15萬顆恆星所有可能的亮度變化。單純的行星凌(transit)顯現一定的周期和光變特性,可以透過簡單的程式來自動篩選。但是程式有它的假設和侷限,不難想見系統包含一些雜訊,儀器缺陷,涵蓋4角秒平方天空的單一畫素中可能有其他的伴星或背景星,目標可能擁有不止一顆行星,恆星本身亮度也可能隨著閃焰、黑子、自轉而變化。在這充斥海量資料的大數據年代,「行星獵人」(Planet Hunters)計畫應運而生......【更多內容請閱讀科學月刊第554期】

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