Näytetään tekstit, joissa on tunniste Kepler-avaruusteleskooppi. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste Kepler-avaruusteleskooppi. Näytä kaikki tekstit

torstai 22. lokakuuta 2015

Tapaus KIC 8462852

Onko tapauksessa KIC 8462852 kyse siitä että näkölinjalla on toinen aurinkokunta?

Uutisissa on viime aikoina esiintynyt tähti KIC 8462852, joka on yksi Kepler-avaruussteleskoopin neljän vuoden ajan seuraamasta noin 150000 tähdestä. Tämä tähti on noin 1400 valovuoden päässä ja se on spektrin perusteella tavallinen, jonkin verran Aurinkoa isompi ja kuumempi pääsarjan tähti.

Tähden KIC 8462852 valokäyrä on erikoinen, koska siinä näkyy epäsäännöllisin välein oudon muotoisia himmentymisiä. Normaalisti tähtien himmentymiset johtuvat tähdenpilkuista tai tähteä kiertävistä planeetoista, ja Keplerin päätehtävä onkin juuri eksoplaneettojen etsintä. Tähden KIC 8462852 himmentymiset ovat kuitenkin erilaisia kuin planeettojen aiheuttamat, koska niissä on terävä minimi, jota ympäröi hitaampi himmentyminen. Lisäksi eventit ovat usein ajallisesti epäsymmetrisiä ja toistuvat epäsäännöllisin välein. Aiheesta julkaistiin hiljattain tutkimus.

Tässä kuvassa näkyy KIC-tähden valokäyrä ja sen himmentymät. Ylinnä neljä vuotta Keplerin mittausdataa. Alarivillä on iimeisin, keltaisella korostettu, aikajakso (helmikuulta huhtikuulle 2013) kolmella eri skaalalla.  Kuvasta nähdään himmentymien epäsymmetrinen muoto.
Tämän on tutkimuksen kuvasta tuunannut Sky & Telescope

Himmenemiset tai ainakin jotkin niistä ovat niin nopeita että pimennyksen aiheuttavan kohteen pitäisi liikkua noin 50 km/s sivusuunnassa ja olla itse tähteä laajempi. Näin nopea liike ei voi olla planeetan rataliikettä, paitsi jos rata on noin 0.5 au:n päässä tähdestä. Mutta siinä tapauksessa tapahtumien pitäisi toistua säännölisesti useita kertoja vuodessa, mitä ei havaita.

On kuitenkin olemassa sellainen mahdollisuus että pimennyksiä aiheuttavat kohteet ovat pölyrenkaita jotka kuuluvat johonkin toiseen aurinkokuntaan, joka sattuu kulkemaan näkölinjan poikki noin 50 km/s poikittaisella nopeudella, mikä on yleinen interstellaarinen nopeus. Jos tuon toisen aurinkokunnan tähti on punainen tai ruskea kääpiö, se voi olla liian himmeä jotta sitä voisi havaita maksimissaan 1400 valovuoden etäisyydeltä. Jos toisen aurinkokunnan ulko-osien "Kuiperin vyöhykkeessä" on pölyrenkaita, ne voisivat selittää himmenemiset.

Tämä malli ennustaa että tulevina vuosina pitäisi näkyä uusia pimennyksiä jotka ovat likimain symmetrisiä jo nähtyjen kanssa. Uudet himmentymiset tapahtuisivat kun KIC 8462852 liikkuu meistä katsoen ulos niistä pölyrenkaista joiden sisään näimme sen aiemmin uivan.

Onko tämä skenaario tilastollisesti todennäköinen? Lasketaan sellaisen sylinterin tilavuus jonka pituus on tähden etäisyys 1400 valovuotta ja säde tyypillinen Kuiperin vyöhykkeen etäisyys 40 au:ta. Tulos on 0.0017 kuutiovalovuotta. Tämä on se tilavuus johon pölyrenkaallisen vieraan aurinkokunnan pitää osua jotta se aiheuttaisi pimennykset. Tähtitiheys lähiympäristössämme on noin 0.004 tähteä kuutiovalovuodessa, ja suurin osa tähdistä on juuri tarkoitukseemme sopivia kääpiötähtiä jotka eivät näy kauas. Kun luvut kertoo keskenään, saa tuloksen jonka mukaan pimennyksen todennäköisyys on noin seitsemän miljoonasosaa. Toisaalta Kepler-teleskooppi seurasi jatkuvasti noin 150000 tähteä. Kertomalla luvut saa niiden tähtien lukumäärän odotusarvon Keplerin aineistossa, joissa pitäisi näkyä toisen aurinkokunnan aiheuttama pimentyminen. Tämä luku on noin yksi, mikä kuulostaa lupaavalta. Lasku pätee sillä oletuksella että pölyrenkaat ovat yleisiä aurinkokuntien Kuiperin vyöhykkeillä.

Onkohan tässä selitys oudoille pimentymisille?

Englanninkielinen versio tästä on julkaistu Cosmology.com-sivustolla.