可能首次发现银河系外的行星

作者: 不二北斗

来源: 自然·天文

发布日期: 2021-10-27

天文学家可能首次发现了一颗位于银河系之外的行星,位于漩涡星系M51中,距离我们大约2800万光年。这一发现是基于X射线望远镜收集的数据,通过凌星现象进行探测。研究人员估算这颗候选行星的大小与土星相似,但需要更多数据来确认其存在。

在银河系中,行星无处不在。目前天文学家已经通过地面和空间望远镜发现了4800多颗系外行星。然而,探测这些存在于河外星系中的系外行星是很困难的事。由于每个河外星系所占据的天空面积都非常小,所以我们难以通过望远镜来研究那些星系中的单个恒星,更不用说看清围绕在它们周围的行星。目前,还没有任何一颗被探测到的系外行星或候选系外行星是来自河外星系。

不过,一篇于近期发表在《自然·天文》的报道表明,天文学家在分析了XMM-牛顿卫星和钱德拉X射线天文台收集到的数据后,可能首次发现了一颗位于银河系之外的行星。这颗可能的系外行星位于漩涡星系M51中,距离我们大约2800万光年。这一新的结果是基于凌星现象得出的。在凌星现象中,一颗行星在经过恒星时,会挡住恒星的一些光,从而在可探测的光变曲线上产生一个下降。

利用这种现象,天文学家已经找到了银河系内的许多行星。在新的发现中,天文学家将目光转向了X射线望远镜收集的观测数据。在河外星系中,一些被称为X射线双星的明亮天体是搜寻行星的理想对象。这些发光系统通常包含一颗中子星或黑洞,它会从邻近的伴星中吸取物质,下落的物质会被中子星或黑洞的强引力场加速,并被加热到数百万度的高温,从而放出大量明亮的X射线。

通过使用这种方法,研究人员在位于M51的M51-ULS-1双星系统中探测到了这颗系外行星。这个双星系统包含一个黑洞或中子星,它围绕着一颗质量大约为太阳质量的20倍的伴星运行。观测到的X射线数据显示,凌星事件持续了大约三个小时,在此期间X射线发射降低到了零。

基于这些信息以及一些其他信息,研究人员估算出M51-ULS-1中的这颗候选行星的大小应该和土星相似,而它和与之围绕运行的中子星或黑洞之间的距离,大约是土星到太阳距离的两倍。在确认这真的是一颗系外行星之前,研究人员首先必须确保,这个信号不是由其他事件引起的。研究人员进行了一项计算机模拟,以测试这种下降是否具有行星凌星的特征。通过比对观测到的X射线数据,他们发现凌星模型与数据完全符合。

这使得研究人员非常确信,这很有可能就是我们在银河系之外找到的第一颗候选行星。若要真正证实这是一颗来自银河系外的系外行星,还需要更多的数据。然而这存在一些难度,因为这颗候选行星有着相对较大的运行轨道,这意味着我们大约70年的时间内,都无法再次看见它穿过这一双星系统,这使得在接下来的几十年里都无法实现对其进行确认性的观测。尽管如此,这对于在河外星系中寻探索系外行星,仍是令人兴奋的一步。

利用钱德拉和XMM-牛顿卫星的数据,研究人员也在另外三个星系中搜寻了X射线凌星现象。它们的搜寻覆盖了M51里的55个系统,M101(风车星系)里的64个系统,以及M104(草帽星系)里的119个系统。接下来,他们将利用钱德拉和XMM-牛顿卫星的数据存档,在其他星系中找寻更多的系外行星候选。

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