Můžeme vysvětlit zvědavý případ Tabby's Star?

Objevily se tři nové nápady, které vysvětlují Tabbyho hvězdu, která je oficiálně známá jako KIC 8462852, ale porota je stále na tom, co skutečně způsobuje podivné chování nejzáhadnější hvězdy naší galaxie.

Koncept tohoto umělce ukazuje roj komet procházející před hvězdou.
NASA / JPL-Caltech

Hvězda KIC 8462852, nazývaná také Tabbyova hvězda, je předmětem intenzivní debaty od květnového oznámení, že tato neobvyklá hvězda F- typu, která se nachází v souhvězdí Cygnus, opět ztmavla.

Pozorování na observatoři Fairborn Observatory odhalila mezi 19. a 21. květnem pokles jasu o 2% a na akci vyskočila řada pozemských a kosmických dalekohledů.

Od první veřejné zprávy o záhadné hvězdě v roce 2015 bylo navrhováno mnoho teorií, které vysvětlují její bizarní chování - někdy je jas hvězdy ztmavnut o pár procent, jako loni v květnu, ale někdy se sníží až 20% a několik dní až týdnů najednou. Nemluvě o dlouhodobém blednutí, které se zdá být trápí hvězdu. Není tedy žádným překvapením, že mnoho navrhovaných vysvětlení selhalo v jejich pokusech vysvětlit, co se děje.

"Většina z [teorií] mi připadá docela vymyšlená, ne-li úplně šílená, " říká Richard Larson (Yale University).

Avšak v týdnech od poslední události se objevilo několik hypotéz, které vynikají jako opravdoví uchazeči, kteří jsou schopni vysvětlit toto kosmické tajemství.

Trojské asteroidy kolem obří planety

První nápad pochází od Fernanda Ballesterose (University of Valencia, Španělsko) a kolegů. V příspěvku zveřejněném na předtiskovém serveru arXiv tým navrhuje, aby velká planeta obíhala kolem KIC 8462852 spolu se sadou prstenů a dvěma masivními mraky trojských asteroidů před a za planetou na své oběžné dráze. Tým naznačuje, že nejhlubší kapky jasu hvězdy jsou přímým důsledkem těchto objektů.

Tento diagram ukazuje nastavení scénáře předloženého Ballasterosem a jeho kolegy: obří planeta s obřím systémem prstenců obíhajících kolem Tabby's Star, doprovázená dvěma roji trojských asteroidů, které sledují a vedou planetu na její oběžné dráze. Světelná křivka níže ukazuje, jak by se změnil jas KIC 8462852, jak různé objekty v systému procházejí před hvězdou.
Ballasteros a kol. arXiv

Spoluautor Pablo Arnalte-Mur (University of Valencia, Španělsko) vysvětluje, že on a jeho kolegové přišli k této myšlence analogicky s naší vlastní sluneční soustavou, kde jsme našli mnoho trojských asteroidů kolem Jupiteru a některé kolem Marsu, Neptunu a dokonce i Země.

Jedním z problémů tohoto scénáře je však to, že daná planeta by musela být velmi velká - asi pětkrát větší než velikost Jupiteru - což ji přivedlo do říše rudých trpaslíků spíše než planet. Pokud je planeta v počátečním vývojovém stadiu, mohlo by to vysvětlit její velikost, ale Tabbyho hvězda se zdá být zralá hvězda, která je mimo jakýkoli mladistvý růst.

Dalším možným řešením by mohlo být to, že obří planeta se zrodila při nedávné kolizi objektů obíhajících kolem hvězdy. Arnalte-Mur říká, že v současné době pracují na počítačových simulacích tohoto řešení.

Jednou z výhod tohoto scénáře obří planety je, že je testovatelný. Předpovídá nástup nepravidelných tranzitů trojských asteroidů v roce 2021 a další průchod prstencové planety v roce 2023 - solidní test, který ji odlišuje od mnoha dalších předložených teorií.

Prsten prachu v naší sluneční soustavě

Martin Rees (University of Cambridge, UK) je přesvědčen, že další myšlenka bude „nejpravděpodobnější“: V naší sluneční soustavě daleko před prstencem, který zbyl před sluneční soustavou před 4, 6 miliardami let, zachycuje část prachu vyzařovaná část světla vyzařovaného KIC 8462852.

Jonathan Katz (University of Washington, St. Louis) si všiml, že hlavní poklesy jasu hvězdy byly odděleny asi dvakrát Keplerovým orbitálním obdobím - což naznačuje původ sluneční soustavy.

"Vzor nepravidelných poklesů mi připomněl poklesy vytvořené ve hvězdě, když jde za jeden z prstenů hlavních planet, " říká Katz.

Katzova teorie, zveřejněná na arXiv, naznačuje nerovnoměrný prstenec prašných trosek se shluky rozkládajícími se asi 600 metrů, sedí ve vzdálenosti Kuiperova pásu a může krátce blokovat světlo od hvězdy. Orbitální pohyb Keplerova dalekohledu, který se pohybuje po Zemi na jeho oběžné dráze, vyžaduje, aby se tento zakrývající oblak rozšířil správným směrem ve směru pohybu dalekohledu.

Umělecká ilustrace sluneční soustavy ukazuje Kuiperův pás za Plutem, jehož orbita je zobrazena žlutě. Pokud oblak prachu občas blokuje světlo od Tabbyho hvězdy, pak leží asi ve vzdálenosti Kuiperova pásu od Slunce, navrhuje Jonathan Katz.
NASA

Další problém také trápí scénář: „Model by měl předpovídat opakovatelnost stmívání podobnou hodinářskému stroji, ale vidíme odchylky od přísné periodicity o několik procent, “ říká David Kipping (Columbia University). Katz však tvrdí, že nepravidelné prstence uvnitř cloudu by stále mohly vysvětlit pozorování.

Kipping dále dodává: „To nemůže vysvětlit dlouhodobé stmívání hvězdy. Je to elegantní, ale zdá se nepravděpodobné, že by vysvětlil data, jak tomu v současné době rozumíme. “

Katz nesouhlasí: scénář zaměřený na sluneční soustavu nemusí vysvětlovat blednutí hvězdy během let nebo možná dokonce desetiletí, protože tento dlouhodobý trend je pravděpodobně něco, co je vlastní hvězdě nebo jejímu systému vlastní.

Hvězda sama

Další teorie, která se vynořila ke konci března, přišla z výzkumníka Petera Foukala, který studoval variabilitu jasnosti našeho Slunce. V příspěvku zaslaném arXiv navrhuje, že něco blokuje tok tepla na povrch KIC 8462852. Hvězda by mohla přepínat mezi způsoby přenosu tepla, například krátkým vypnutím varných pohybů uvnitř hvězdy. Nebo by silné magnetické pole mohlo krátce zastavit vířící pohyby hvězdy a vytvářet tmavé hvězdné skvrny, které by stmívání vysvětlovaly.

Ale pozorované hluboké poklesy neodpovídají tomu, co se od hvězdných bodů očekává. Kromě toho v masivních hvězdách, jako je například třída F, jejichž členem je KIC 8462852, je přenos tepla z vnitřku inklinován příměji - prostřednictvím záření -, kterému dominují varovné pohyby typické pro menší hvězdy. Nakonec Foukal uznává, že pochopení toho, proč by hluboké poklesy a dlouhodobé vyblednutí měly být pro KIC 8462852 jedinečné, vyžaduje další studium.

Snaha najít příčinu zvědavého chování Tabbyho hvězdy pokračuje - úkol, který zůstává náročný, protože je toho tolik, co lze vysvětlit. Jak astronomové z celého světa nadále sledují KIC 8462852 po svém posledním ponoření, jistě budou následovat zajímavé nápady, co způsobuje jeho chování.