【原】一颗恒星里有钚元素？是外星核废料堆？或是外星人发出的存在信号

天文在线 2023-04-08 发布于云南

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图解：HD 101065（图中央最亮的那一颗）。

我经常在这个文章上更新一些尚无解释的奇怪恒星，例如博亚吉安之星及其在表明外星人活动上的可能性。但是还有另一颗恒星也有可能是外星文明的标志。目前它正在多个科学博客上轮番出现。而且，作为对外星生命可能的发现，它甚至是比博亚吉安之星更好的候选者。

图解：KIC 8462852（红色方框中）——博雅吉安之星——在红外波段（图左）和紫外波段（图右）下的图片。

这两颗恒星之间的区别在于，尽管KIC 8462852的奇怪变暗事件可以是表示有外星人的巨型建筑阻挡了来自恒星的光，但也可以不是这样，详见关于这颗恒星的其他文章。更可能的情况是我们实际上正目睹一个非常罕见的自然事件，比如这颗恒星最近吞噬了一颗行星。尽管对博亚吉安之星的解释不论是什么都会很有趣，但它很可能会是某种我们曾见过，或预计宇宙中正在发生着的，且无需重新思考一整个科学领域的事情的变体。然而，这另一颗恒星，却情况迥异。

图解：KIC 8462852的艺术想象图之一，外星人说之外可以解释其奇怪变暗现象中的一种。

不过，为清楚起见，我将在文章剩余部分避开它而使用该星的星表名，即HD 101065。但我们也可以称呼这颗恒星为“钚星”，因为它显然含有钚元素，以及一大堆其他的超重元素，这些元素高度不稳定且寿命极短。它们本不应出现在那里，于是这可以意味着这三件事之一：某些元素能够出现在我们预计不会自然出现的地方；这些超重元素在那里的发现是个错误；或者外星人人工造出了这些元素并把它们倾倒进了这颗恒星。

这些元素位于元素周期表的最末端。这是一个神秘的地方，相对而言，我们对超铀元素的化学性质几乎一无所知，而且其中一些元素只是较近期才在实验室中被合成出来。实验室之外，到目前为止，我们在宇宙中其他任何地方都未曾见过这些元素，除了这种奇怪的恒星。实际上，这些重元素在周期表上太靠后了，以至于一些物理学家和化学家怀疑它们自然存在的可能性，而只能被人工合成。鉴于它们似乎出现在了这颗恒星里，这就意味着我们要么需要重新思考使重元素得以自然产生的机制，要么必须考虑是外星人把这些元素放在那里的可能性。

图解：元素周期表。图源：chemsoc

化学上HD 101065在许多方面都是怪异的。这颗恒星在1961年由前面提及的那位名字在标题里的波兰裔澳大利亚科学家首次研究，这颗恒星的特点是铁和镍的含量很低，却有相对较高含量的重元素，如钍和铀。这确实会在自然界中出现，因此实际上奇怪的是比例。但这颗恒星似乎还含有锕系元素中比铀更重的元素，这些元素的存在就不是很说得通了。据报道，按元素序数升序排列，这些元素包括：镅、锔、锫（这种元素地球上一共只造出过约一克）、锎、锿。

这些元素在这颗恒星中是否真的存在仍有些不能确定，只有更多的研究能明确这一点。但存在的元素还有更轻但同样有放射性的元素锝，这种元素没有稳定同位素且在自然界中极其稀少，不过可能与同样只有放射性同位素的铀和钷的存在有关。还有许多其他你没怎么听过的稀有元素。然而，HD 101065中这些元素的含量都相对较高，这显然不可能。实际上，正如宾夕法尼亚州立大学的杰森·赖特在他的博客中提到的那样，这颗恒星有比铁更多的镨——你多久听到过一次这个元素？

不过接下来的说法有可能是个误解。赖特博士详细介绍了这些元素可能是如何因为这种奇特恒星极强（这有点神秘）的磁场而分层聚集在这个恒星大气中的。我强烈建议那些希望更深入研究这个说法的人查看他的博客以及其他相关材料，我在下方的简介里提供了链接和引用。

那么，这些奇怪的元素是如何最终出现在一个恒星的高层大气中的呢？

维拉·戈普卡与其同事2008年的一篇论文详细说明了它们可能是由邻近的中子星产生的。问题是，HD 101065附近似乎没有中子星。我们可以忽略这个解释。

图解：同位素的半衰期。横坐标为质子数，纵坐标为中子数，颜色对应半衰期长度，如图右侧图例，s是秒，yr是年。图源：wikipedia

下一个解释就不得不涉及元素周期表了。这到了我们要在科学上再思考的地方了。重的锕系元素一般不会自然存在。这些原子的核非常巨大，且基本上会分裂或衰变成更稳定的原子，并在此过程中释放能量。这使你可以做些有趣的事，比如轻松地分裂铀原子，这会释放出核能，但不幸的是也使得核武器可以被造出来。但是，随着元素序数上升，在不稳定锕系元素之上，还猜测有一个所谓“稳定岛”，其中可以有更稳定，但非常重的原子。我们还未曾见过任何这种原子，不过核物理学家确实一直在合成更重的元素，而且似乎要最终探索元素周期表的这片区域并确认这些原子的这些性质。

图解：超重原子核衰变模式的预测，稳定岛是图中白圈内部分。图源：wikipedia

但是V·A·祖巴及其同事的一篇论文，提出这类元素可能产生于一种特定类型的超新星，而且HD 101056的奇怪之处可能是位于稳定岛上更稳定但仍具有放射性的元素衰变的结果，这个衰变导致了所有这些短寿命不稳定锕系元素和稀有元素的出现。如果事实如此，那么，对核物理学和化学而言，这类元素可以自然存在将是革命性的。但是，我怀疑这一解释将产生争议，因为传统的观点就是这些元素不可能自然存在。更深的一个问题是，如果超新星是原因，那么通常与超新星有关的铁元素都在哪里？

所以，要解释这颗恒星，我们必须依靠某些假设的元素，这些元素在从一种假设的机制中产生后衰变，同时这种机制似乎反直觉地不会产生很多铁，或者铁由于某种原因被掩盖在了这颗恒星的外表之下。着实混乱。

这也把我们引入了外星人起源说的领域。1980年，丹尼尔·惠特莫尔和大卫·赖特（引用也在下方）提出了一个相当不同寻常的观点。它们提出，一个使用核能的文明可能会把废料倾倒进它们的恒星。不过这个观点的问题是，一个有能力将废料倾倒进它们恒星的文明似乎不太可能仍在使用核裂变，而是会转向聚变。毕竟，我们自己就正在接近这一点，在100年内，裂变作为能源似乎将被淘汰。这把我们带向了另一种可能。

1966年，萨根和什科洛夫斯基提出，一种向全宇宙宣告你存在的方式是将大量人造元素倾倒进你的恒星里。他们可能合理地假设了其他处于不同发展阶段的外星文明都在进行天文学研究，并且在积极地观察恒星的光谱。因此，与其发出巨大耗能的无线电信号，不如使用重元素来告知其他人它们并不孤单，这可能更简单。不幸的是，这实际上传达不了多少信息，但是，如果事实证明稳定元素之岛不能自然形成，那么这将是科学史上最大的故事之一。