神秘之星KIC 8462852接近连续相变 天文学家说

伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的天文学家发表在“ 物理评论快报 ” 杂志上的一项新研究将非常明星KIC 8462852亮度的无法解释的变化与内部现象联系起来。

宇航局的开普勒太空望远镜设计用于通过在轨道行星穿过恒星盘时测量恒星亮度的下降来搜索太阳系外行星。

开普勒盯着Cygnus和Lyrae星座的150,000多颗恒星，到目前为止已发现超过5,000名系外行星候选者。但是望远镜还可以监测所有其他恒星的光波动，甚至是不是由过境引起的下降，并且发现了一些奇怪的情况。

最奇怪的是KIC 8462852，一颗位于天鹅座的主序F型恒星，距离我们大约1,480光年。

开普勒检测到来自这颗恒星的光通量减少的时间和持续时间是一个谜。这些调光事件的幅度各不相同，并且不会定期发生，这使得轨道行星成为不太可能的解释。

这些不寻常的调光事件的来源是激烈猜测的主题。科学家的建议范围从小行星带到戴森球体，这是围绕恒星建造的假设能量收集结构。

现在，伊利诺伊大学的研究员Mohammed Sheikh及其合着者为KIC 8462852的难题提供了新的解决方案。他们认为光度变化可能是恒星本身固有的。

“有一些隐蔽的迹象，或由一个阻挡视线的独立机构调暗。最重要的是周期性，“共同作者理查德韦弗教授说。

“在KIC 8462852中，小型和大型事件不是周期性的，这是光线曲线的核心谜团之一。”

天文学家对光线曲线较小的不规则变化进行了统计分析。他们发现的数学模式与完善的雪崩模型一致：较小的调光事件是在较大的雪崩之间的时间间隔内观察到的“噼啪声”或小雪崩，等同于较大的调光事件。

小型调光事件具有非常广泛的尺寸范围，根据简单的缩放规律进行分配。

这些结果表明，调光事件可能是KIC 8462852固有的，并且恒星可能接近基础连续相变的临界点。

作者进行了观察数据分析的计算。他们解释了数学方法，该方法首先在光线曲线上建立中值调光阈值。

“阈值是我们为了定义光线曲线背景下雪崩的特征而采用的手段。实际上，我们选择阈值时的统计数据非常稳健，因此准确的值并不重要。重要的是我们得到足够的雪崩来做统计，“谢赫说。

“一旦光线曲线下降到阈值以下，我们认为这样的事件是雪崩的开始。当光线曲线保持低于阈值时，雪崩继续下去，当它再次增加到超过阈值时，它会停止。“

“雪崩有两个主要特性，大小和持续时间。大小是光线曲线(在阈值下方)和阈值所包围的总面积。“

“与恒星的恒定发射率或恒定的阈值相比，雪崩的大小与恒星在调光过程中发出的能量净减少有关，”Sheikh说。

“雪崩持续时间是事件的长度。我们还研究了功率谱密度，它与光线曲线中每单位频率的功率有关。“

“基本上，我们正在研究波动的统计分布。所有这些都有与之相关的幂律。这为我们提供了一种独立的方式来解释事件并检查与模型的一致性。“

幂律具有有趣的特征，它们在不同的尺度上看起来相同。因此，当您放大到小尺度和短时间时，您可以获得与缩放到更大尺度和更长时间时相同类型的统计分布。幂律反映了系统在各种长度和时间尺度上的自相似性 - 类似于分形 - 当您放大或缩小时看起来相同。

值得注意的是，KIC 8462852较小的调光事件的统计数据与缩放理论的预测一致。

科学家已经确定，较大事件间断的小事件缩放模式是相变过程附近系统的典型特征。

他们已经在纳米晶体的间歇变形动力学，金属玻璃，岩石和颗粒材料的事件统计以及跨越12年的更大规模的地震中看到了这一点。在大脑，磁系统和许多其他凝聚态物质系统中的神经元发射雪崩中也可以看到类似类型的雪崩。

“我们从非平衡相变附近的其他系统中知道，系统可以有小事件显示幂律定标和具有不同动态的大事件，”共同作者Karin Dahmen教授说。

“这种过渡的例子是用磁场缓慢驱动的磁系统，或者稍微脆弱的材料的缓慢变形，其中通常首先有小的噼啪声变得响亮和响亮，直到材料破裂时出现大的翘曲。”

“我们的恒星分析中的小事件就像小小的噼啪声，而大型事件则是大爆炸的模拟。我们的平均场模型实际上能够解释小事件和大事件。它有一个内置的“削弱”机制，解释了为什么应该有两种类型的雪崩。“

如果调光事件与即将到来的相变相关联，那么这颗恒星将向何时转变?

“随着更多数据的分析，我们希望能够确切地确定这是什么类型的过渡，”韦弗教授说。

“我们没有足够的理解来获得明确的答案，需要更多的观察。我们只能推测这种过渡会是什么样的。“

“重要的是要注意 - 单凭缺乏周期性不足以排除掩星，”韦弗教授补充道。

“这就是彗星或行星碎片等理论如此受欢迎的部分原因。”

“我们不能用我们的发现明确地排除这些事情，但我们可以说我们获得的幂律更符合内在变化。”