KIC 8462852. Βρήκαμε την πρώτη σφαίρα Νταϊσον;

Του αστρονόμου/αστροφυσικού Χαρίτων Τομπουλίδη

Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο 8ο τεύχος του περιοδικού Unlocking the Truth

Στο πρώτο μου βιβλιαράκι που είχε τυπωθεί δημόσια από την τοπική εφημερίδα της Νάουσας «Το Νέο Βήμα» το 1986, έγραφα:

«Η μεγαλύτερη δοκιμασία για την ύπαρξή μας στον κόσμο ίσως είναι η μοναχικότητά της. Γι’ αυτό και η σκέψη ότι εμείς δεν είμαστε μόνοι ανάμεσα σε δισεκατομμύρια ήλιους, είναι και δελεαστική και παρήγορη. Από επιστημονικής σκοπιάς δεν ξέρουμε τι να πιστέψουμε, και κάτω από αυτές τις συνθήκες, καλύτερα να πιστέψουμε ότι έχουμε συντροφιά. Ίσως μάλιστα να έχει και μελίσσια από ζωή σε μακρινά πλανητικά συστήματα και ίσως, σε μερικά απ’ αυτά, τα όντα να είναι διανοούμενα και μάλιστα να ψάχνουν για επαφή.

Οι προσπάθειες ν’ ακούσουμε κάτι απ’ αυτούς συνεχίζονται από τις αρχές της δεκαετίας του ’60 με μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια. Μάλιστα στείλαμε και διασκεδαστικά μηνύματα στα κοντινά μας άστρα. Ότι ακόμα δεν πήραμε απάντηση δεν είναι παράξενο. Υπάρχουν πάρα πολλά άστρα στο Γαλαξία μας για να ψάξουμε. Θέλει υπομονή και αισιοδοξία για τους αστρονόμους που ασχολούνται με την Έρευνα για Εξωγήινη Νοημοσύνη (SETΙ). Μερικοί είναι απελπισμένοι και λίγο, ανήσυχοι γιατί μέχρι τώρα δεν πήραμε καμιά απάντηση, μιας και είναι της γνώμης ότι οι εξωγήινοι πολιτισμοί θα έπρεπε να ήταν εκατομμυρίων ή δισεκατομμυρίων χρόνων στην ηλικία και γι’ αυτό αρκετά ικανοί να συλλάβουν τα ραδιοκύματά μας.

Είμαστε μόνοι ή αυτοί δεν μας δίνουν σημασία; Ίσως κάθονται στη φωλιά τους και δεν ενδιαφέρονται, αφού είδαν τα προγράμματα της τηλεόρασής μας. Κάποιος πέταξε την ιδέα της ύπαρξης του Γαλαξιακού Κλαμπ, που μόνο ώριμοι, πνευματικά και ψυχολογικά, πολιτισμοί είναι μέλη και που επικοινωνούν με ανώτερες μεθόδους επικοινωνίας, πολύ ανώτερες από τις δικές μας, των αρχαρίων. Η πρόταση φαίνεται τυπική των πολιτιστικών μας ονείρων: Ο άνθρωπος παύει να νιώθει μόνος και έχει κάτι ανώτερο για να αγωνίζεται – την κάρτα μέλους του κλαμπ.

Αυτά όλα μοιάζουν λίγο πολύ με ιστορίες επιστημονικής φαντασίας αλλά μπορεί κάποια μέρα να καθόμαστε μπροστά σε ένα μακρύ σερίτι (κάποιου ηλεκτρονικού υπολογιστή) με πληροφορίες από κάποιον εξωγήινο πολιτισμό. Αυτές οι πληροφορίες που θα μπορούσαν να μαζευτούν σε μερικές μέρες με ένα ραδιοτηλεσκόπιο – αφού η επαφή μας επιτευχτεί – θα μπορούσαν να είναι το σύνολο ερευνών πολλών εκατομμυρίων χρόνων. Ίσως θα ήταν δύσκολο να γίνει αντιληπτό, οι στρατιωτικοί θα ανησυχούσαν πολύ και θα έξυναν το κεφάλι τους από απορία, και ίσως να έφερναν ριζική αλλαγή στον τρόπο ζωής μας και στον πολιτισμό μας. Αν τώρα εσείς δεν πιστεύετε σ’ αυτά να είστε έτοιμοι να δεχτείτε το γεγονός ότι είμαστε τελείως μόνοι στο Σύμπαν».

Από τότε πέρασαν πάνω από τριάντα χρόνια. Στείλαμε δορυφόρους να ψάξουν για εξωγήινες μορφές ζωής. Να ψάξουν για άλλους πλανήτες. Και έτσι εισήγαμε τον όρο «Εξωηλιακοί πλανήτες». Πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από άλλους ήλιους, γύρω από άλλα αστέρια.  Οι ανακαλύψεις αυτές γίνονται οπτικά με φωτομετρία και φασματοσκοπία και δεν είναι καθόλου δύσκολες αν έχεις λίγη τύχη και τα σωστά όργανα παρατήρησης. Είναι αυτό που κάποιος επιστήμονας είπε, «Είναι σαν να ψάχνεις βελόνα στα άχυρα». Παρ’ όλα αυτά, με την τεχνολογία που έχουμε σήμερα, δεν είναι τόσο δύσκολο να βρούμε αυτήν την βελόνα. Και αυτό κάνουν μερικοί ερευνητές σήμερα.

Μέχρι σήμερα έχουν ανακαλυφθεί περισσότεροι από 3660 εξωηλιακοί πλανήτες και φυσικά όλοι έμμεσα, γιατί είναι αδύνατον να φωτογραφηθούν οι πλανήτες που δεν λάμπουν, περιφερόμενοι γύρω από λαμπερά αστέρια. Υπάρχει όμως και ένα τηλεσκόπιο που ψάχνει για Γαίες και περιφέρεται στο διάστημα γύρω από τη Γη μας. Ονομάζεται «Κέπλερ» και άρχισε να λειτουργεί από το 2009 παρατηρώντας χιλιάδες αστέρια. Μέχρι στιγμής έχει βρει λίγο περισσότερους από 1000 εξωηλιακούς πλανήτες και τελευταία και αρκετές «νέες Γαίες», δηλαδή πλανήτες που μπορεί να έχουν νερό σε υγρή μορφή. Αυτό ήταν μεγάλη είδηση για τα ΜΜΕ και τον πολύ κόσμο, ενώ για μένα ούτε καν είδηση. Διότι Γαίες υπάρχουν παντού και μάλιστα με υγρές επιφάνειες και νερό σε υγρή μορφή.

Μήπως όμως το «Κέπλερ» βρήκε και εξωγήινη τεχνολογικά αναπτυγμένη μορφή ζωής; Μήπως βρήκε μια από τις σφαίρες που ο επιστήμονας Ντάισον προέβλεψε τη δεκαετία του 1960 και φέρουν σήμερα το όνομά του; Μήπως βρήκαν μια «Σφαίρα Ντάισον»; Ο φυσικός Φρίμαν Ντάισον διατύπωσε την εικασία ότι προχωρημένοι πολιτισμοί που έχουν ανάγκη για όλο και περισσότερη ενέργεια ώστε να επεκταθούν και πέρα από το πλανητικό τους σύστημα, ίσως αξιοποιούν τις τεράστιες ποσότητες, που εκπέμπει το άστρο τους, κατασκευάζοντας γύρω του γιγαντιαίους ηλιακούς συλλέκτες ώστε να απορροφούν μεγάλο μέρος ή και το σύνολο της ενέργειας αυτής.

Το φθινόπωρο του 2014 κάποιοι ερασιτέχνες αστρονόμοι που αναζητούσαν για ύπαρξη εξωηλιακών πλανητών στις καταγραφές του διαστημικού τηλεσκοπίου «Κέπλερ» παρατήρησαν κάποιες παράξενες ανωμαλίες στη φωτεινότητα ενός άστρου, που αναφέρεται στους αστρονομικούς καταλόγους με το όνομα KIC 8462852. Οι μεταβολές στη λαμπρότητα του άστρου παρουσίαζαν ένα μοναδικό, ακανόνιστο και γι' αυτό ασυνήθιστο μοτίβο, που δεν έχει παρατηρηθεί σε κανένα άλλο άστρο του Γαλαξία και δεν μπορεί να εξηγηθεί με τη διάβαση (το πέρασμα μπροστά από το άστρο) ενός πλανήτη, που ενδεχομένως περιφέρεται γύρω του. Στο τραπέζι έπεσαν διάφορες ιδέες για το τι μπορεί να προκαλεί αυτήν τη συμπεριφορά, έως και ότι είναι έργο εξωγήινου τεχνολογικά προοδευμένου πολιτισμού.

Η επικεφαλής του προγράμματος «Κυνηγοί Εξωηλιακών Πλανητών» Ταμπίθα Μπογιατζιάν, μετά από ενδελεχή εξέταση και επιβεβαίωση των δεδομένων και απόρριψη οποιουδήποτε ενδεχομένου να πρόκειται για λάθη στην καταγραφή ή επεξεργασία των δεδομένων, προχώρησε το 2016 σε συλλογική επιστημονική δημοσίευση. Το άστρο αυτό τώρα πια λέγεται «άστρο Μπογιατζιάν», ή «άστρο της Τάμπι», όπως είναι το χαϊδευτικό της, σε αναγνώριση της σημασίας και της ιδιαιτερότητάς του, καθώς οι αστρονόμοι δεν έχουν βρει κάποια εξήγηση που να ερμηνεύει όλες τις πλευρές του φαινομένου.

Θα μπορούσε το KIC 8462852 να είναι η πρώτη απόδειξη ότι οι ανεπτυγμένοι εξωγήινοι πολιτισμοί δεν ανήκουν μόνο στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας;

Πριν την τοποθέτηση σε τροχιά του τηλεσκοπίου «Κέπλερ», οι «κυνηγοί» εξωηλιακών πλανητών  τους ανακάλυπταν τον ένα μετά τον άλλο.

Το «Κέπλερ»  σαρώνει τμήματα του ουρανού και αποκαλύπτει την ύπαρξή τους σε διάφορα άστρα, κατά χιλιάδες κάθε φορά. Επί τέσσερα χρόνια το τηλεσκόπιο παρατηρούσε τα άστρα σε ένα μικρό τμήμα του Γαλαξία εντοπίζοντας τους εξωηλιακούς πλανήτες, από τη μικρή σταθερά επαναλαμβανόμενη βύθιση της φωτεινότητας των άστρων, όταν τύχει ένας πλανήτης τους να κάνει διάβαση μεταξύ του άστρου και της γραμμής παρατήρησης από τη Γη. Όταν δεν υπάρχουν πλανήτες (ή δεν έχει την κατάλληλη κλίση το επίπεδο περιφοράς τους), τότε η καμπύλη φωτεινότητας του άστρου είναι μια ευθεία γραμμή, καθώς η φωτεινότητα παραμένει σταθερή στη χρονική κλίμακα παρατήρησης μερικών ετών του «Κέπλερ». Αν όμως υπάρχει εξωηλιακός πλανήτης, τότε η καμπύλη παρουσιάζει μικρές υφέσεις σε σχήμα ύψιλον, που εμφανίζουν απόλυτη περιοδικότητα και επανεμφανίζονται όταν έρθει ώρα ο πλανήτης να ξανακάνει διάβαση. Η διάρκεια, η περίοδος επανεμφάνισης και το βάθος των υφέσεων στην καμπύλη λαμπρότητας του άστρου, δίνουν πληροφορίες για τον πλανήτη, όπως το μέγεθος και η θερμοκρασία του.

Από τα 150 000 άστρα που παρατήρησε το «Κέπλερ», μόνο το KIC 8462852, έχει καμπύλη λαμπρότητας που είναι αδύνατο να εξηγηθεί σε κάθε της λεπτομέρεια με βάση τα γνωστά αστρονομικά φαινόμενα. Ενδεχομένως, γι' αυτήν την καμπύλη να ευθύνεται κάτι καινούριο, που δεν γνωρίζουμε. Αυτός ήταν και ο λόγος που δεν εντοπίστηκε από τον αλγόριθμο αυτόματου εντοπισμού εξωηλιακών πλανητών, που αναλύει σε ένα πρώτο επίπεδο τα δεδομένα του «Κέπλερ», αλλά από τους ερασιτέχνες που ψάχνουν στα «αποφάγια» του αυτόματου συστήματος. Το «άστρο Μπογιατζιάν» εμφανίζει ακανόνιστες βυθίσεις στην καμπύλη φωτεινότητας, που εκδηλώνονται σε τυχαίο χρόνο, έχουν κάθε φορά διαφορετική διάρκεια, από μερικές ώρες έως μερικές μέρες ή βδομάδες, ενώ η μείωση της λαμπρότητας άλλοτε είναι της τάξης του 1% και άλλοτε φτάνει το απίστευτο 22%! Κανένα πλανητικό σύστημα δεν μπορεί να προκαλέσει τόσο ακραίες και ποικίλες διακυμάνσεις στην καμπύλη λαμπρότητας του άστρου του.

Σαν να μην έφταναν όλες αυτές οι ιδιομορφίες, μελετώντας παραπέρα το ζήτημα μετά τη δημοσίευση της Μπογιατζιάν, άλλοι επιστήμονες εντόπισαν σε παλιότερα αρχειοθετημένα αστρονομικά δεδομένα, μείωση της φωτεινότητας του KIC 8462852 κατά 15% μέσα στα τελευταία 100 χρόνια! Αυτό ήταν κάτι που θεωρούνταν πρακτικά αδύνατο, καθώς μόλις ολοκληρωθεί ο σχηματισμός τους τα άστρα διατηρούν σχεδόν την ίδια λαμπρότητα επί δισεκατομμύρια χρόνια και η φωτεινότητά τους μεταβάλλεται έντονα μόνο λίγο πριν σβήσουν, όταν τους τελειώσουν τα πυρηνικά καύσιμα. Κι αυτές ακόμα οι απότομες αλλαγές γίνονται σε κλίμακα εκατομμυρίων ετών και συνοδεύονται από συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, που λείπουν από το «άστρο Μπογιατζιάν». Το άστρο αυτό σύμφωνα με όλες τις άλλες μετρήσεις είναι ένα συνηθισμένο μεσήλικο άστρο. Δεν είναι ούτε μεταβλητός αστέρας, ούτε παλλόμενος με σταθερό ρυθμό. Δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι προσλαμβάνει υλικό από κάποιον αφανή συνοδό αστέρα, ούτε έχει ανώμαλο μαγνητικό πεδίο, ούτε και βρίσκεται στη φάση σχηματισμού. Αν δεν ήταν η ασυνήθιστη καμπύλη λαμπρότητας, δεν θα είχε τίποτα αξιόλογο για να τραβήξει την προσοχή των επιστημόνων.

Διερευνώντας τα δεδομένα από τη φάση ρύθμισης του «Κέπλερ» πριν μπει σε κανονική λειτουργία, διαπιστώθηκε ότι και με βάση αυτά τα δεδομένα μέσα σε τέσσερα χρόνια το KIC 8462852 παρουσιάζει μείωση φωτεινότητας κατά 3%. Έτσι οι αστρονόμοι πρέπει να βρουν εξηγήσεις και για τα δύο φαινόμενα: Τη σταδιακή μείωση της φωτεινότητας του άστρου και τις παράξενες, «αντικανονικές» σύντομες βυθίσεις στη λαμπρότητά του. Αν και οι επιστήμονες θα προτιμούσαν μία εξήγηση και για τα δύο, καθένα από τα φαινόμενα είναι δύσκολο να εξηγηθεί ακόμη και από μόνο του κι ακόμη περισσότερο όταν η ερμηνεία του ενός πρέπει να συμβαδίσει με την ερμηνεία για το άλλο.

Οι επιστήμονες προσπάθησαν να δώσουν διάφορες εξηγήσεις:

1η)  Το φαινόμενο οφείλεται σε σμήνος παγωμένων θραυσμάτων κομητών σε μία εξαιρετικά εκκεντρική τροχιά γύρω από το άστρο. Ωστόσο, η ιδέα ότι θραύσματα από ένα τέτοιο σμήνος θα μπορούσαν να υπάρχουν σε επαρκώς υψηλές συγκεντρώσεις ώστε να προκαλέσουν 22% απώλεια της παρατηρούμενης φωτεινότητας του αστέρα, έχει αμφισβητηθεί.  Ούτε  διαπιστώνεται η εκπομπή υπερύθρων ακτίνων που θα περίμενε κανείς όταν οι κομήτες ψύχονται αποκρινόμενοι από το άστρο.

2η) Μπορεί να υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός μικρών μαζών σε "πυκνό σχηματισμό" σε τροχιά γύρω από το αστέρι. Ωστόσο, φασματοσκοπική μελέτη του συστήματος δεν έχει εντοπίσει αποδείξεις για συγχωνευμένο υλικό, καυτή πυκνή σκόνη, ή περιαστρική ύλη από ενδεχόμενο πλανήτη που έχει εξατμιστεί ή εξερράγη εντός κοντινής απόστασης λίγων αστρονομικών μονάδων από το κεντρικό αστέρι. Ούτε και στην περίπτωση αυτή  διαπιστώνεται η αναμενόμενη εκπομπή υπέρυθρων ακτίνων από τον δίσκο.

3η)  Η ύπαρξη κάποιου νέφους στον διαστρικό χώρο, ή στη γειτονιά του ηλιακού μας συστήματος που παρεμβάλλεται εν μέρει στη γραμμή παρατήρησης του KIC 8462852 καθώς το «Κέπλερ» κινείται. Αν και υπάρχουν κάποια ζητήματα, είναι μια πιο πιθανή εξήγηση από τις προηγούμενες, ιδίως αν πρόκειται για διαστρικό νέφος

4η)  Η μεταβολή λαμπρότητας λόγω εσωτερικών διεργασιών στο άστρο, π.χ. μια επικείμενη αλλαγή πολικότητας του μαγνητικού του πεδίου. Αλλά, άστρα τόσο λαμπρά δεν εμφανίζουν μαγνητικά πεδία όπως του Ήλιου, ούτε μπορεί μ' αυτό να εξηγηθεί η μακροχρόνια εξασθένιση της φωτεινότητας. Παραλλαγή της εικασίας αυτής προβλέπει ότι σχετικά πρόσφατα το «άστρο Μπογιατζιάν» απορρόφησε έναν καφέ νάνο και τώρα βρίσκεται σε φάση επιστροφής στην κανονική του φωτεινότητα.

5η) Πιο εξωτική εκδοχή, είναι η ύπαρξη σχετικά μικρής μαύρης τρύπας σε τροχιά γύρω του, αλλά υπάρχουν αρκετές ενστάσεις και γι' αυτήν τη θεωρία, έστω κι αν δεν μπορεί να απορριφθεί εξολοκλήρου.

6η) Και μια τελευταία και η πιο επιθυμητή και  η πιο εξωτική  είναι εκείνη για την ύπαρξη μιας μεγαδομής γύρω από το άστρο, κατασκευασμένης από κάποιον εξωγήινο πολιτισμό. Η εκδοχή αυτή θα γίνει πιο πιθανή μόνο όταν απορριφθούν όλες οι αστρονομικές εξηγήσεις των φαινομένων και θα επιβεβαιωθεί μόνο αν εντοπιστεί η εκπομπή τεχνητών ραδιοσημάτων από την περιοχή.

Δεν θα ήταν όμορφο και επιθυμητό να ανακαλύπταμε ότι οι τεχνολογικά αναπτυγμένοι πολιτισμοί τελικά επιζούν και δεν αυτοκαταστρέφονται; Ο αστέρας KIC 8462852, που το όνομά του  αποτελεί αρκτικόλεξο για τον «Κατάλογο Εισόδου του Κέπλερ» (Kepler Input Catalog, KIC), ενώ το 8462852 είναι ο αριθμός καταλόγου του αστέρα, δεν είναι και πολύ μακριά μας. Μόλις 1 280 έτη φωτός στον αστερισμό του Κύκνου. Δεν θα θέλαμε να πάρουμε κάποιο σήμα από τους κατοίκους του για να σπάσουμε τη μοναξιά μας; Θα ήταν ευχής έργο.

Για τον λόγο αυτό και για να μην αφήσουν καμία άκρη ανεξερεύνητη, οι επιστήμονες έχουν ήδη στρέψει το ραδιοτηλεσκόπιο Γκριν Μπανκ προς το «άστρο Μπογιατζιάν». Η αναμενόμενη ακριβέστερη μέτρηση της απόστασης του άστρου, που θα κάνει η αποστολή «Γαία» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), θα επιτρέψει την απόρριψη κάποιων σεναρίων. Να ευχηθούμε η Σφαίρα Ντάισον να αποδειχθεί ότι υπάρχει και ότι δεν είναι μόνο αποκύημα της επιθυμίας του ανθρώπου για συντροφιά.