Odkrycie pierwszego kandydata na egzoplanetę poza naszą macierzystą Drogą Mleczną

Odkrycie pierwszego egzoplaneta kandydat w rentgenowskim układzie podwójnym M51-ULS-1 w spirali galaktyka Messier 51 (M51), zwany także Wirem Galaktyka wykorzystanie techniki tranzytowej poprzez obserwację spadków jasności na długościach fal promieniowania rentgenowskiego (zamiast długości fal optycznych) jest przełomem i zmienia zasady gry, ponieważ pokonuje ograniczenia obserwacji spadków jasności na długościach fal optycznych i otwiera drogę do poszukiwania egzoplanety w galaktykach zewnętrznych. Wykrywanie i charakteryzacja planet w galaktykach zewnętrznych ma istotne implikacje dla poszukiwań życia pozaziemskiego.  

„Ale gdzie są wszyscy??” Fermi wypalił gdzieś latem 1950 roku, zastanawiając się, dlaczego nie ma dowodów na istnienie życia pozaziemskiego (ET) w kosmosie. przestrzeń pomimo dużego prawdopodobieństwa jego istnienia. Trzy czwarte wieku od tej słynnej linii nadal nie ma dowodów na istnienie życia gdziekolwiek poza Ziemią, jednak poszukiwania trwają, a jednym z kluczowych elementów tych poszukiwań jest wykrycie planet poza Układem Słonecznym i jego charakterystyka pod kątem możliwych śladów życia.   

Przez 4300 egzoplanety zostały odkryte w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci, które mogą, ale nie muszą, mieć warunki odpowiednie do podtrzymywania życia. Wszystkie zostały znalezione w naszym domu galaktyka. Nie egzoplaneta Wiadomo, że odkryto go poza Drogą Mleczną. W rzeczywistości nie ma dowodów na poparcie idei obecności układu planetarnego w jakimkolwiek zewnętrznym galaktyka.   

Naukowcy teraz o tym poinformowali odkrycie możliwego egzoplaneta kandydat na zewnątrz galaktyka po raz pierwszy. Ten pozasłoneczny planeta jest w spirali galaktyka Messier 51 (M51), zwany także Wirem Galaktyka, położonej w odległości około 28 milionów lat świetlnych od domu galaktyka droga Mleczna.  

Zwykle planeta jest wykrywany poprzez obserwację zaćmienia, które wywołuje, gdy przechodzi przed nim gwiazda Podczas orbitujący wokół, blokując w ten sposób światło wychodzące z gwiazda (technika tranzytowa). Zdarzenie to obserwuje się jako tymczasowe przyciemnienie gwiazdy. Wyszukaj egzoplaneta polega na poszukiwaniu spadków w świetle a gwiazda. Inna metoda wykrywania planet odbywa się poprzez pomiary prędkości promieniowej. Wszystko egzoplanety zostały wykryte przy użyciu tych technik w naszej macierzystej galaktyce na stosunkowo krótkich odległościach wewnątrzgalaktycznych w zakresie 3000 lat świetlnych.  

Jednak poszukiwanie spadków światła na większych odległościach międzygalaktycznych jest możliwe do wykrycia egzoplanety poza Drogą Mleczną jest trudnym zadaniem, ponieważ zewnętrzna galaktyka zajmuje niewielki obszar na niebie, a duża gęstość gwiazdy nie pozwala na badanie pojedynczej gwiazdy z wystarczającą szczegółowością, aby umożliwić wykrycie sygnatur a planeta. W rezultacie poszukiwania na długości fali optycznej w zewnętrznej galaktyce nie były dotychczas możliwe i nie egzoplaneta poza naszą macierzystą galaktyką można było odkryć. Najnowsze badania wyznaczają drogę i zmieniają reguły gry, ponieważ pozornie przezwyciężają to ograniczenie, obserwując spadki jasności na długościach fali promieniowania rentgenowskiego (zamiast długości fal optycznych) i otwierają drogę do poszukiwania egzoplanety w innych galaktykach.  

Uważa się, że układy podwójne rentgenowskie (XRB) w galaktykach zewnętrznych idealnie nadają się do poszukiwań egzoplanety. Te (tj. XRB) są klasą plików binarnych gwiazdy składa się ze zwykłej gwiazdy i zapadniętej gwiazdy, takiej jak biały karzeł lub a czarna dziura. Kiedy gwiazdy są wystarczająco blisko, materia z normalnej gwiazdy jest ściągana z normalnej gwiazdy w kierunku gęstej gwiazdy pod wpływem grawitacji. W rezultacie akrecyjna materia w pobliżu gęstej gwiazdy ulega przegrzaniu i świeci w promieniach X, wyglądając jak jasne źródła promieniowania rentgenowskiego (XRS).  

Z pomysłem na wykrycie planet orbitujący Zespół badawczy szukał spadków jasności promieniowania rentgenowskiego odbieranego z jasnych układów podwójnych rentgenowskich (XRB) w trzech zewnętrznych galaktykach: M51, M101 i M104.  

Zespół w końcu skupił się na binarnym promieniowaniu rentgenowskim M51-ULS-1, który jest jednym z najjaśniejszych źródeł promieni rentgenowskich w galaktyce M51. Zaobserwowano spadek jasności promieniowania rentgenowskiego otrzymanego przez teleskop Chandra. Dane dotyczące spadku jasności zostały zbadane pod kątem różnych możliwości i okazały się pasować do tranzytu przez planetę, najprawdopodobniej wielkości Saturna.  

Badanie to jest również nowatorskie pod względem przeprowadzania poszukiwań egzoplanety po raz pierwszy z sukcesem na długości fali promieniowania rentgenowskiego. Na najszerszym poziomie, ten punkt orientacyjny odkrycie of egzoplaneta poza naszą macierzystą galaktyką poszerza zakres poszukiwań egzoplanety do innych galaktyk zewnętrznych, co ma wpływ na poszukiwania inteligentnego życia pozaziemskiego.   

***

Źródła:  

1. Di Stefano, R., Berndtsson, J., Urquhart, R. i in. Możliwa kandydatka na planetę w zewnętrznej galaktyce wykrytej przez tranzyt promieniowania rentgenowskiego. Astronomia przyrody (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w. Dostępne online również pod adresem https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/m51_paper.pdf. Wersja do druku dostępna na https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf  

2. NASA. Chandra widzi dowody na możliwą planetę w innej galaktyce. Dostępne online pod adresem https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/ 

3. NASA. Nauka – Obiekty – Rentgenowskie Gwiazdy Binarne. Dostępne online pod adresem https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html  

4. Schwieterman E., Kiang N., i wsp 2018. Biosygnatury egzoplanet: przegląd zdalnie wykrywalnych oznak życia. Astrobiologia tom. 18, nr 6. Opublikowano online 1 czerwca 2018 r. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729