Kepler ontdekt zeer merkwaardige ster in onze Melkweg

Astronomen hebben met de Kepler-ruimtetelescoop een merkwaardige hoop objecten ontdekt die rond een verre ster draaien in onze Melkweg. Er zijn een aantal mogelijke verklaringen, maar geen enkele daarvan is echt sluitend. De ster heeft de belangstelling gewekt van onderzoekers die naar buitenaards leven zoeken, en die gaan ze nu nader bekijken.

In de sterrenhemel boven het noordelijk halfrond hebben astronomen een merkwaardige ster ontdekt tussen de sterrenbeelden Cygnus, de Zwaan, en Lyra, de Harp. KIC 8462852 staat 1.480 lichtjaar van ons vandaan en is onzichtbaar met het blote oog, maar de Kepler-ruimtetelescoop van de NASA begon naar de ster te kijken in 2009, en heeft ze meer dan vier jaar in het vizier gehouden.

Kepler was op zoek naar kleine dalingen in het helderheid van de ster, en niet alleen bij KIC 8462852 overigens. De telescoop bekeek in een klein deeltje van onze Melkweg meer dan 150.000 sterren tegelijk, op zoek naar exoplaneten. De dipjes in het licht van de sterren zijn immers vaak schaduwen van voorwerpen die tussen de ster en de telescoop komen, en als ze met een regelmaat voorkomen, kan je verwachten dat ze afkomstig zijn van een planeet die rond de ster draait. Op die manier heeft Kepler al meer dan 4.000 werelden of kandidaat-werelden ontdekt.

De Kepler-telescoop verzamelde zoveel gegevens van al de sterren die hij observeerde, dat het team van de telescoop ze niet allemaal met algoritmen - wiskundige formules - kon verwerken. Daarom deed het team een beroep op menselijke ogen en menselijke waarneming, die onovertroffen blijven als het er op aankomt bepaalde patronen te herkennen. Ze stichtten "Planet Hunters", een programma dat "burger-onderzoekers" inschakelde om de lichtpatronen van sterren te onderzoeken op hun computer vanuit hun eigen knusse huisjes. 

En in 2011 signaleerden verschillende van die burger-onderzoekers dat een ster "interessant" en "bizar" was, KIC 8462852. De ster straalde een lichtpatroon uit dat er vreemder uitzag dan dat van alle andere sterren die Kepler observeerde.

Het lichtpatroon van de ster leek er op te wijzen dat er een hele hoop materie rond de ster cirkelde, in een strakke formatie.

Een studie over de vreemde ster is gepubliceerd door astronoom T.S. Boyahian en een aantal van de burger-onderzoekers in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

De onderzoekers concentreerden zich op twee "transit events", gebeurtenissen waarbij er een object voorbij de ster schoof: een die ontdekt werd tussen dag 788 en 795 van de observatie van de Kepler-telescoop, en een tussen dag 1510 en 1570. De onderzoekers noemen die gebeurtenissen D800 en D1500.

De D800-gebeurtenis lijkt een enkele doortocht geweest te zijn, die de helderheid van de ster deed dalen met 15 procent, terwijl D1500 een salvo van verschillende doortochten was, wat mogelijk wijst op een groep van verschillende objecten, die de helderheid deden dalen met 22 procent. Om een dergelijke grote daling van de helderheid te veroorzaken, moeten de objecten die voorbij de ster kwamen, enorm geweest zijn. (Illustratie: Boyajian et al./arxiv.org)

Verklaringen en problemen

De onderzoekers bekeken alle mogelijke verklaringen, maar elke oplossing stelde ook nieuwe problemen.

Een eerste mogelijkheid is dat de ster omringd wordt door een accretieschijf, een rommelige schijf van stof en brokstukken, zoals dat het geval was met onze zon, toen ons zonnestelsel 4,5 miljard jaar geleden gevormd werd, en voor de zwaartekracht het puin en stof organiseerde tot planeten en ringen van rotsen en ijs.

Het probleem daarmee is dat deze vreemde ster niet jong is. Als KIC 8462852 jong zou zijn, zou ze omringd worden door stof dat extra infrarood licht zou afgeven, en dat lijkt niet het geval te zijn. KIC 8462852  lijkt een volwassen ster, zowat 1,5 keer zo groot als onze zon.

Bovendien moet de massa materie dan recent rond de ster terechtgekomen zijn, anders zou ze door de zwaartekracht geordend zijn, of in de ster gezogen zijn en opgeslokt.

Een tweede mogelijkheid is een kosmische botsing tussen een planeet en een passerende planetesimaal, een grote planetoïde of komeet, wat waarschijnlijk ook geleid heeft tot het ontstaan van onze maan, maar ook daar zijn problemen mee. De gegevens die verzameld zijn door de Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) van de NASA tonen geen aanwijzingen voor een dergelijke botsing, wat betekent dat er maar een kleine tijdsspanne is van een paar jaar tussen het einde van de WISE-missie en het begin van de Kepler-missie, waarin een dergelijke uitzonderlijke kosmische gebeurtenis zich zou hebben kunnen voordoen.

Kometen

Een fout in de instrumenten wordt uitgesloten, en ook een botsing in een asteroïdengordel, die puin en brokstukken in alle richting zou gestuurd hebben, lijkt geen goede verklaring. 

Astronoom Tabetha Boyajian ziet nog het meeste in de verklaring dat een andere ster door het systeem van KIC 8462852 is getrokken, en een grote zwerm kometen naar binnen heeft getrokken, waar ze dan gevangen zijn geraakt in de zwaartekracht van KIC 8462852. 

Er is een ster in de buurt die mogelijk de kometen verstoord kan hebben, maar ook die verklaring geeft problemen. Opnieuw zou de verstoring zeer recent gebeurd moeten zijn, een paar duizend jaar voor het voor ons mogelijk is geworden om een telescoop in de ruimte te sturen die de ster kan observeren.

KIC 8462852 ligt naar het noordoosten tussen NGC 6866 en Omicron-1 Cygni (o1) (Kaart: Roberto Mura).

Aliens!

De studie van Boyajian beperkt zich tot natuurlijke verklaringen, maar, zo zei ze telefonisch aan The Atlantic, er zijn ook "andere scenario's" die ze aan het overwegen is. 

Jason Wright, een astronoom van de Penn State University, gaat een alternatieve interpretatie publiceren van het lichtpatroon, die te maken heeft met buitenaards leven.

SETI-onderzoekers, SETI is de Search for Extraterrestrial Intelligence, zeggen al lang dat we verafgelegen buitenaardse beschavingen zouden kunnen ontdekken door te zoeken naar enorme technologische voorwerpen die rond sterren cirkelen. Een voorbeeld daarvan is de zogenoemde "Dysonschil", een door de natuurkundige Freeman Dyson bedachte hypothetische megastructuur. Die zou bestaan uit talloze rond de ster draaiende satellieten, die de energie van de ster opvangen en zouden instaan voor de energiebehoeften van de buitenaardse beschaving.

Volgens Wright komt het vreemde lichtpatroon van KIC 8462852 overeen met wat men zou verwachten van een "zwerm van megastructuren" die door een buitenaardse beschaving gebouwd zouden zijn.

Boyajian en Wright werken nu samen met Andrew Siemion, het hoofd van het SETI Research Center at the University of California, Berkeley, aan een voorstel. Ze willen een grote radiotelescoop op de vreemde ster richten, om na te gaan of die radiogolven uitstuurt op frequenties, die geassocieerd worden met technologische activiteit. 

Als ze inderdaad een groot aantal radiogolven zien, willen ze dat verder onderzoeken met de Very Large Array-telescoop (VLA) in New Mexico, die mogelijk in staat zou zijn om uit te maken of de radiogolven uitgezonden zijn door een technologische bron, zoals de radiogolven die het netwerk van radiostations op aarde het heelal instuurt.

Als alles goed gaat, zou de eerste observatie kunnen plaatsvinden in januari volgend jaar, en het volgende onderzoek met de VLA in de herfst. Als ze bij de eerste observatie al iets opwindends vinden, zou de VLA al vroeger ingeschakeld kunnen worden. 

Science Photo Library

Een voorstelling van een Dysonschil, die in dit geval bijna de hele ster omringt.

Geen aliens

Zowel Wright als Boyajian noemen in The Washington Post de kans op megastructuren gebouwd door aliens "heel, heel klein", maar van zodra het woord "aliens" gevallen was, heeft het "nieuws" zich als een lopend vuurtje verspreid. Maar ook met die verklaring zijn er heel wat problemen.

Eerst en vooral is er, zoals Jeffrey Kluger opmerkt in "Time", het "Scheermes van Ockham", een principe dat in de 14e eeuw werd voorgesteld door de monnik William of Ockham. Dat zegt dat "men niet het bestaan van iets moet veronderstellen, als onze ervaringen ook op een andere manier verklaard kunnen worden", en dat men dus uit verschillende mogelijke verklaringen, best diegene kiest die de minste aannames nodig heeft.

Met andere woorden, de eenvoudigste verklaring is bijna altijd de beste, en veronderstellen dat er een hoogtechnologische beschaving leeft of geleefd heeft in de buurt van KIC 8462852, die bovendien gigantische structuren heeft gebouwd die wij kunnen waarnemen, is niet meteen de eenvoudigste verklaring.

Bovendien is de verklaring in hetzelfde bedje ziek als een aantal van de natuurlijke verklaringen, waarvan gezegd wordt dat ze maar een zeer korte tijd zouden duren, en dat het dus wel erg toevallig is dat wij ze net kunnen waarnemen. Dat gaat immers ook op voor een hoogtechnologische beschaving.

Ons zonnestelsel bestaat zo'n 4,5 miljard jaar, en het leven op aarde zo'n 3 miljard jaar, maar onze hoogtechnologische beschaving (die overigens niet in staat is om dergelijke megastructuren te bouwen), nog geen honderd jaar, en we weten nog niet uit eigen ervaring hoe lang een dergelijke beschaving kan blijven bestaan. Maar in de Vergelijking van Drake, een formule van de astronoom Frank Drake om het aantal intelligente beschavingen te berekenen die in ons melkwegstelsel die met ons via radio zouden kunnen communiceren, is die levensduur in elk geval een belangrijke beperkende factor.

Wat we wel weten, is dat de levensduur van de dingen die wij bouwen, over het algemeen erg beperkt is. Onze infrastructuur wordt regelmatig afgebroken en vernieuwd, na eeuwen of zelfs tientallen jaren. Op een kosmologische tijdschaal is dat maar een oogwenk, en dus zou het een enorm toeval zijn dat wij dat net nu kunnen zien rond een andere planeet.

Tenslotte wordt er ook gezegd dat het lichtpatroon van KIC 8462852 op niets lijkt wat de Kepler al eerder geobserveerd heeft, en dat het dus een uitzonderlijk fenomeen is, dat ook een uitzonderlijke verklaring behoeft.

Het probleem daarmee is dat de 150.000 sterren die Kepler nu al jaren geobserveerd heeft, wel een indrukwekkend aantal lijken, maar dat niet zijn. Geschat wordt dat er zo'n 300 miljard sterren in de Melkweg zijn, wat betekent dat Kepler slechts 0,000049 procent van de hemel bekeken heeft. Statistisch gezien is dat geen significant deel om verregaande conclusies uit te trekken of iets al dan niet uitzonderlijk is in onze Melkweg.

Dat betekent natuurlijk niet dat er niet iets vreemds gaande is rond KIC 8462852, en hopelijk komen we er meer over te weten met meer observaties, de gegevens van de radiotelescoop en de VLA. Maar het lijkt op zijn minst voorbarig om nu al opgewonden te raken over de mogelijkheid van buitenaards leven, als er nog andere, zij het niet geheel sluitende, verklaringen zijn voor het fenomeen.