Extraordinary claims require extraordinary evidence, and it is my job, my responsibility, as an astronomer to remind people that alien hypotheses should always be a last resort.
Экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств. Это моя работа и обязанность как астронома — напоминать людям, что прибегать к инопланетным гипотезам нужно в последнюю очередь.
Now, I want to tell you a story about that. It involves data from a NASA mission, ordinary people and one of the most extraordinary stars in our galaxy.
И я расскажу вам об этом историю. Историю о данных миссии НАСА, об обычных людях и одной из самых необычных звёзд в нашей Галактике.
It began in 2009 with the launch of NASA's Kepler mission. Kepler's main scientific objective was to find planets outside of our solar system. It did this by staring at a single field in the sky, this one, with all the tiny boxes. And in this one field, it monitored the brightness of over 150,000 stars continuously for four years, taking a data point every 30 minutes. It was looking for what astronomers call a transit. This is when the planet's orbit is aligned in our line of sight, just so that the planet crosses in front of a star. And when this happens, it blocks out a tiny bit of starlight, which you can see as a dip in this curve.
Всё началось в 2009 году с запуска миссии НАСА «Кеплер». Основной научной задачей миссии был поиск планет за пределами Солнечной системы. Спутник изучал одну область на небе, вот эту — в маленьких квадратах. В этой области он наблюдал яркость более 150 000 звёзд на протяжении 4 лет, фиксируя данные каждые 30 минут. Он искал так называемое прохождение или астрономический транзит. Транзит происходит, когда орбита планеты выровнена со звездой относительно нашей линии визирования, и планета проходит перед звездой. Когда это происходит, планета блокирует часть света звезды, и на графике вы видите провал кривой.
And so the team at NASA had developed very sophisticated computers to search for transits in all the Kepler data.
Команда НАСА разработала специальные компьютеры для поиска транзитов в данных «Кеплера».
At the same time of the first data release, astronomers at Yale were wondering an interesting thing: What if computers missed something?
Когда вышли первые данные, астрономы из Йельского университета задались интересным вопросом: «Что, если компьютеры что-то упустили?»
And so we launched the citizen science project called Planet Hunters to have people look at the same data. The human brain has an amazing ability for pattern recognition, sometimes even better than a computer. However, there was a lot of skepticism around this. My colleague, Debra Fischer, founder of the Planet Hunters project, said that people at the time were saying, "You're crazy. There's no way that a computer will miss a signal." And so it was on, the classic human versus machine gamble. And if we found one planet, we would be thrilled. When I joined the team four years ago, we had already found a couple. And today, with the help of over 300,000 science enthusiasts, we have found dozens, and we've also found one of the most mysterious stars in our galaxy.
Поэтому мы запустили краудсорсинговый проект «Охотники за планетами», чтобы люди просматривали те же данные. Человеческий мозг обладает способностью распознавать закономерности иногда даже лучше, чем компьютер. Однако всё это вызвало недоверие. Моя коллега Дебра Фишер — основатель проекта «Охотники за планетами» — рассказывала, что люди ей говорили: «Ты с ума сошла! Компьютер никогда не пропустит сигнал». Так началось знаменитое противостояние человека и машины. Если бы мы нашли хотя бы одну планету, мы бы уже были рады. Когда я присоединилась к проекту 4 года назад, была уже найдена пара планет. На сегодняшний день с помощью более 300 000 волонтёров мы обнаружили с дюжину планет, а также одну из самых загадочных звёзд нашей Галактики.
So to understand this, let me show you what a normal transit in Kepler data looks like. On this graph on the left-hand side you have the amount of light, and on the bottom is time. The white line is light just from the star, what astronomers call a light curve. Now, when a planet transits a star, it blocks out a little bit of this light, and the depth of this transit reflects the size of the object itself. And so, for example, let's take Jupiter. Planets don't get much bigger than Jupiter. Jupiter will make a one percent drop in a star's brightness. Earth, on the other hand, is 11 times smaller than Jupiter, and the signal is barely visible in the data.
Чтобы вы лучше поняли, я покажу как обычно выглядит транзит в данных «Кеплера». На графике слева у нас количество света, а внизу — время. Белая линия — это свет от звезды. Астрономы называют её кривой блеска. Когда планета проходит перед звездой, она блокирует часть этого света, и глубина транзита позволяет определить размер объекта. Возьмём, к примеру, Юпитер. Не бывает планет значительно больше Юпитера. Он снижает яркость звезды на 1%. С другой стороны, Земля в 11 раз меньше Юпитера, и сигнал едва различим в данных.
So back to our mystery. A few years ago, Planet Hunters were sifting through data looking for transits, and they spotted a mysterious signal coming from the star KIC 8462852. The observations in May of 2009 were the first they spotted, and they started talking about this in the discussion forums.
Вернёмся к нашей загадке. Несколько лет назад волонтёры просматривали данные в поисках транзитов и обнаружили загадочный сигнал, исходящий от звезды KIC 8462852. Первый раз они обнаружили сигнал в наблюдениях за май 2009 года и начали обсуждать это на форумах.
They said and object like Jupiter would make a drop like this in the star's light, but they were also saying it was giant. You see, transits normally only last for a few hours, and this one lasted for almost a week.
Они рассуждали, что объект типа Юпитера смог бы настолько снизить яркость звезды, но при этом они отмечали, что он должен быть огромен. Как правило, транзиты длятся несколько часов, но этот транзит длился почти неделю.
They were also saying that it looks asymmetric, meaning that instead of the clean, U-shaped dip that we saw with Jupiter, it had this strange slope that you can see on the left side. This seemed to indicate that whatever was getting in the way and blocking the starlight was not circular like a planet. There are few more dips that happened, but for a couple of years, it was pretty quiet.
Помимо этого, он асимметричный: вместо идеального U-образного провала, как в случае с Юпитером, у этого транзита слева был странный наклон. Это указывало на то, что объект, находящийся на пути и блокирующий свет звезды, не был круглым, как планета. Было ещё несколько провалов, но следующие пару лет всё было спокойно,
And then in March of 2011, we see this. The star's light drops by a whole 15 percent, and this is huge compared to a planet, which would only make a one percent drop. We described this feature as both smooth and clean. It also is asymmetric, having a gradual dimming that lasts almost a week, and then it snaps right back up to normal in just a matter of days.
пока в марте 2011 года мы не увидели вот это. Яркость звезды снизилась на целых 15%. Это очень много для планеты, спад от которой составляет всего лишь 1%. Этот провал был плавным и гладким. Он тоже асимметричен, с постепенным затемнением, которое длилось почти неделю. Но за считанные дни яркость вернулась к своим обычным показателям.
And again, after this, not much happens until February of 2013. Things start to get really crazy. There is a huge complex of dips in the light curve that appear, and they last for like a hundred days, all the way up into the Kepler mission's end. These dips have variable shapes. Some are very sharp, and some are broad, and they also have variable durations. Some last just for a day or two, and some for more than a week. And there's also up and down trends within some of these dips, almost like several independent events were superimposed on top of each other. And at this time, this star drops in its brightness over 20 percent. This means that whatever is blocking its light has an area of over 1,000 times the area of our planet Earth.
После этого — снова затишье до февраля 2013 года. Тогда началось настоящее безумие. На кривой блеска появилось множество провалов, которые держались сто дней — вплоть до конца миссии «Кеплер». Эти провалы имеют различные формы. Одни — острые, другие — сглаженные, и у каждого из них своя продолжительность. Одни держатся день-два, другие — больше недели. В некоторых провалах есть свои колебания, как будто несколько разных событий наложились друг на друга. Тогда яркость звезды упала более чем на 20%. Это означает, что объект, блокирующий свет звезды, имеет площадь, более чем в 1 000 раз превышающую площадь Земли.
This is truly remarkable. And so the citizen scientists, when they saw this, they notified the science team that they found something weird enough that it might be worth following up. And so when the science team looked at it, we're like, "Yeah, there's probably just something wrong with the data." But we looked really, really, really hard, and the data were good. And so what was happening had to be astrophysical, meaning that something in space was getting in the way and blocking starlight. And so at this point, we set out to learn everything we could about the star to see if we could find any clues to what was going on. And the citizen scientists who helped us in this discovery, they joined along for the ride watching science in action firsthand.
Это потрясающе. Это заметили и наши волонтёры, которые сообщили команде учёных о странной находке, возможно, достойной изучения. Посмотрев на это, мы, учёные, подумали: «Наверное, что-то не так с данными». Но мы внимательно их проверили — с данными было всё в порядке. А значит, это можно объяснить с помощью астрофизики: какой-то объект в пространстве стоял на пути и блокировал свет звезды. С этого момента мы начали скрупулёзно изучать эту звезду, чтобы найти объяснение происходящему. Команда добровольцев, с чьей помощью мы совершили это открытие, присоединилась к исследованию, чтобы наблюдать за наукой в действии.
First, somebody said, you know, what if this star was very young and it still had the cloud of material it was born from surrounding it. And then somebody else said, well, what if the star had already formed planets, and two of these planets had collided, similar to the Earth-Moon forming event. Well, both of these theories could explain part of the data, but the difficulties were that the star showed no signs of being young, and there was no glow from any of the material that was heated up by the star's light, and you would expect this if the star was young or if there was a collision and a lot of dust was produced. And so somebody else said, well, how about a huge swarm of comets that are passing by this star in a very elliptical orbit? Well, it ends up that this is actually consistent with our observations. But I agree, it does feel a little contrived. You see, it would take hundreds of comets to reproduce what we're observing. And these are only the comets that happen to pass between us and the star. And so in reality, we're talking thousands to tens of thousands of comets. But of all the bad ideas we had, this one was the best. And so we went ahead and published our findings.
Сначала кто-то предположил, что это очень молодая звезда, всё ещё окружённая облаком веществ, из которых образовалась. Потом кто-то предложил версию, что вокруг звезды уже сформировались планеты, и две из них впоследствии столкнулись, как это случилось с Землёй и Луной. Обе эти теории могли объяснить часть данных, но загвоздка была в отсутствии признаков молодой звезды. Не было свечения элементов, нагретых светом звезды, — такое бывает у молодой звезды или при столкновении, после которого образовалось много пыли. Далее кто-то сказал, что, возможно, это было скопление комет, пролетающих мимо звезды по эллиптической орбите. Это предположение лучше остальных вписывалось в наши наблюдения. Но я согласна, оно неубедительно. Потребовались бы сотни комет, чтобы воссоздать то, что мы наблюдали. И это только те кометы, которые бы пролетели между нами и звездой. В реальности же мы говорим о тысячах и десятках тысяч комет. Но из всех наших неудачных идей эта была лучшей. Мы пошли дальше и опубликовали наши выводы.
Now, let me tell you, this was one of the hardest papers I ever wrote. Scientists are meant to publish results, and this situation was far from that. And so we decided to give it a catchy title, and we called it: "Where's The Flux?" I will let you work out the acronym.
Эта работа была одной из самых сложных в моей жизни. Обычно учёные публикуют результаты, в данном случае всё было по-другому. Мы решили дать броский заголовок и назвали статью «Где же поток?» [Where's The Flux?] Акроним додумайте сами. [WTF: Что за чёрт?]
(Laughter)
(Смех)
So this isn't the end of the story. Around the same time I was writing this paper, I met with a colleague of mine, Jason Wright, and he was also writing a paper on Kepler data. And he was saying that with Kepler's extreme precision, it could actually detect alien megastructures around stars, but it didn't. And then I showed him this weird data that our citizen scientists had found, and he said to me, "Aw crap, Tabby. Now I have to rewrite my paper."
Но это ещё не конец истории. Примерно в то время, когда я писала статью, я встретила своего коллегу — Джейсона Райта. Он тоже писал статью по данным «Кеплера». В ней он утверждал, что «Кеплер» обладает такой высокой точностью, что смог бы обнаружить вокруг звёзд инопланетные мегаструктуры, но он их не нашёл. Тогда я показала ему странные данные, которые обнаружили волонтёры, и он воскликнул: «Чёрт, Тэбби! Мне теперь надо переписывать свою работу».
So yes, the natural explanations were weak, and we were curious now. So we had to find a way to rule out aliens. So together, we convinced a colleague of ours who works on SETI, the Search for Extraterrestrial Intelligence, that this would be an extraordinary target to pursue. We wrote a proposal to observe the star with the world's largest radio telescope at the Green Bank Observatory.
Да, естественные объяснения были слабы, и нам стало любопытно. Нам нужно было найти другие объяснения, без инопланетян. Мы убедили нашего коллегу, который работает в SETI — проекте по поиску внеземных цивилизаций — сосредоточить внимание на звезде. Мы предложили наблюдать её через самый большой в мире радиотелескоп в обсерватории Грин-Бэнка.
A couple months later, news of this proposal got leaked to the press and now there are thousands of articles, over 10,000 articles, on this star alone. And if you search Google Images, this is what you'll find.
Через пару месяцев новость об этом предложении просочилась в прессу, и сейчас написаны тысячи статей, более 10 000 — только об этой звезде. Если поищете в Google Images, вы найдёте такие картинки.
Now, you may be wondering, OK, Tabby, well, how do aliens actually explain this light curve? OK, well, imagine a civilization that's much more advanced than our own. In this hypothetical circumstance, this civilization would have exhausted the energy supply of their home planet, so where could they get more energy? Well, they have a host star just like we have a sun, and so if they were able to capture more energy from this star, then that would solve their energy needs. So they would go and build huge structures. These giant megastructures, like ginormous solar panels, are called Dyson spheres.
И если вы спрóсите: «Хорошо, Тэбби, так как объяснить изменение кривой блеска инопланетянами?» Представьте себе цивилизацию более развитую, чем наша. Допустим гипотетически, что она исчерпала энергию своей планеты, тогда где они смогли бы её восполнить? У них может быть центральная звезда вроде нашего Солнца, и если бы они смогли использовать больше энергии от этой звезды, то решили бы эту проблему. Они бы построили огромные сооружения. Эти мегаструктуры, похожие на гигантские солнечные батареи, называются сферами Дайсона.
This image above are lots of artists' impressions of Dyson spheres. It's really hard to provide perspective on the vastness of these things, but you can think of it this way. The Earth-Moon distance is a quarter of a million miles. The simplest element on one of these structures is 100 times that size. They're enormous. And now imagine one of these structures in motion around a star. You can see how it would produce anomalies in the data such as uneven, unnatural looking dips.
На этих слайдах представления различных художников о сферах Дайсона. Трудно вообразить их масштаб, но можно попытаться. Расстояние между Землёй и Луной составляет четверть миллиона километров. Простейший же элемент в сфере Дайсона в 100 раз больше. Они просто огромны. Теперь представьте, что одна из этих конструкций двигается вокруг звезды, и вы поймёте, как возникли отклонения в данных в виде неровных, ненормальных провалов.
But it remains that even alien megastructures cannot defy the laws of physics. You see, anything that uses a lot of energy is going to produce heat, and we don't observe this. But it could be something as simple as they're just reradiating it away in another direction, just not at Earth.
Но даже инопланетные мегаструктуры не могут нарушать законы физики. Понимаете, всё, что использует большое количество энергии, будет вырабатывать тепло, но его мы не наблюдаем. Всё можно объяснить гораздо проще: они излучают тепло в другом направлении от Земли.
Another idea that's one of my personal favorites is that we had just witnessed an interplanetary space battle and the catastrophic destruction of a planet. Now, I admit that this would produce a lot of dust that we don't observe. But if we're already invoking aliens in this explanation, then who is to say they didn't efficiently clean up all this mess for recycling purposes?
Другая идея, одна из моих любимых: мы наблюдали межпланетную космическую битву и полное уничтожение планеты. Конечно, образовалось бы много пыли, а её мы не увидели. Но раз уж мы рассматриваем в гипотезах инопланетян, то они могли быстро убрать весь этот мусор и пустить его на переработку.
(Laughter)
(Смех)
You can see how this quickly captures your imagination.
Видите, как быстро эта гипотеза завладела вашими умами.
Well, there you have it. We're in a situation that could unfold to be a natural phenomenon we don't understand or an alien technology we don't understand. Personally, as a scientist, my money is on the natural explanation. But don't get me wrong, I do think it would be awesome to find aliens. Either way, there is something new and really interesting to discover.
Теперь вы в курсе происходящего. Всё это может оказаться естественным явлением, которое мы не понимаем, или же инопланетными технологиями, которые мы также не понимаем. Я как учёный — за естественное объяснение. Не поймите меня неправильно, будет здо́рово найти инопланетян. В любом случае, мы нашли что-то новое и интересное.
So what happens next? We need to continue to observe this star to learn more about what's happening. But professional astronomers, like me, we have limited resources for this kind of thing, and Kepler is on to a different mission.
Что же будет дальше? Мы продолжим наблюдения за этой звездой, чтобы понять больше о том, что происходит. Но профессиональные астрономы вроде меня ограничены ресурсами, а «Кеплер» выполняет другую миссию.
And I'm happy to say that once again, citizen scientists have come in and saved the day. You see, this time, amateur astronomers with their backyard telescopes stepped up immediately and started observing this star nightly at their own facilities, and I am so excited to see what they find.
Я рада ещё раз напомнить о волонтёрах, которые спасли положение. В этот раз астрономы-любители со своими телескопами мгновенно откликнулись и начали наблюдать за этой звездой еженощно своими силами, и я с нетерпением жду, что они найдут.
What's amazing to me is that this star would have never been found by computers because we just weren't looking for something like this. And what's more exciting is that there's more data to come. There are new missions that are coming up that are observing millions more stars all over the sky.
Удивительно, но компьютеры никогда бы не нашли эту звезду, потому что мы и не думали её искать. Интригует тот факт, что данных будет больше. В проекте есть новые миссии по исследованию миллионов других звёзд по всему небу.
And just think: What will it mean when we find another star like this? And what will it mean if we don't find another star like this?
Подумайте, что будет значить нахождение ещё одной такой звезды? А что будет значить, если мы не найдём другую такую звезду?
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)