Dodano: 26 październik 2021r.

Astronomowie donoszą o potencjalnym odkryciu pierwszej planety spoza naszej galaktyki

W galaktyce oddalonej od nas o około 30 milionów lat świetlnych astronomowie dostrzegli ślad planety wielkości Saturna. Kandydatkę na pierwszą planetę odkrytą w innej galaktyce znaleziono dzięki kosmicznemu obserwatorium Chandra, które pracuje w zakresie promieni rentgenowskich. Ta intrygująca obserwacja otwiera nowy obszar badań i poszukiwań egzoplanet w odległościach większych niż kiedykolwiek wcześniej.

Astronomowie donoszą o potencjalnym odkryciu pierwszej planety spoza naszej galaktyki

 

Prawdopodobnego kandydata na egzoplanetę udało się wykryć przy pomocy należącego do NASA Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra. Nowo odkryty obiekt znajduje się w galaktyce spiralnej Messier 51 (M51), zwanej również Galaktyką Wiru, ze względu na swój charakterystyczny kształt. Nowe badania opublikowano w „Nature Astronomy” (DOI: 10.1038/s41550-021-01495-w).

Egzoplanety to planety znajdujące się poza naszym Układem Słonecznym. Do tej pory w samej Drodze Mlecznej astronomowie znaleźli ich ponad 4000. Niemal wszystkie w odległości mniejszej niż 3000 lat świetlnych od Ziemi. M51 znajduje się w odległości około 28 milionów lat świetlnych. Oznacza to, że przemierza kosmos tysiące razy dalej, niż wszystkie znane dotąd egzoplanety.

Nowy obszar badań

- Próbujemy otworzyć zupełnie nowy obszar badań, poprzez poszukiwania innych światów z wykorzystaniem fal rentgenowskich. Nasza strategia umożliwia wykrycie egzoplanet w innych galaktykach – mówi Rosanne di Stefano z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian w Cambridge, która jest autorką nowego odkrycia.

Egzoplaneta została odkryte metodą tranzytu. W metodzie tej dokonuje się pomiarów jasności gwiazd w poszukiwaniu niewielkich, regularnych osłabień blasku, które mogły być spowodowane obiegiem planety wokół gwiazdy. Jeśli płaszczyzna orbity planety jest odpowiednio ustawiona względem naszej linii widzenia, to taka planeta będzie okresowo przechodzić przed swoją gwiazdą – dokonywać tranzytu, co spowoduje okresowy spadek jasności. Dzięki takim analizom spadków w promieniowaniu elektromagnetycznym, udało się odkryć tysiące planet.

Di Stefano wraz ze współpracownikami poszukiwali spadków jasności promieniowania rentgenowskiego, które wytwarzają podwójne układy, w skład których zazwyczaj wchodzą gwiazdy neutronowe lub czarne dziury. W takiej sytuacji materia znajdująca się w pobliżu ulega przegrzaniu i świeci w promieniach X.

Planeta przechodząca przed podobnym podwójnym układem może zablokować większość lub całość promieniowania rentgenowskiego, dzięki czemu tranzyt jest łatwiejszy do zauważenia. Pozwala to wykryć egzoplanety w znacznie większych odległościach.

Nowa planeta w układzie M51

Zespół wykorzystał promieniowanie rentgenowskie do wykrycia kandydata na egzoplanetę w układzie podwójnym znanym jako M51-ULS-1, znajdującym się w galaktyce M51. W tym podwójnym systemie mamy do czynienia z czarną dziurą lub gwiazdą neutronową, orbitującą wokół gwiazdy towarzyszącej o masie około 20 razy większej, niż masa Słońca.

Tranzyt rentgenowski, który odkryto dzięki danym z teleskopu Chandra, trwał około trzech godzin. W tym czasie emisja promieniowania rentgenowskiego z układu spadła do zera. Na podstawie informacji naukowcy szacują, że kandydatka na egzoplanetę w M51 byłaby mniej więcej wielkości Saturna i krążyła wokół gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury w odległości około dwa razy większej niż Saturn od Słońca.

Choć badanie jest bardzo intrygujące, to potrzeba więcej danych, aby móc z pewnością potwierdzić istnienie egzoplanety poza Drogą Mleczną. Niestety duża orbita kandydata na planetę oznacza, że następny raz przejdzie ona przed swoją gwiazdą za około 70 lat.

- Niestety, aby potwierdzić, że widzimy planetę, musielibyśmy prawdopodobnie czekać dziesiątki lat na kolejny tranzyt - mówi współautorka pracy, Nia Imara z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz. – A ponieważ nie wiemy jak długa jest orbita, nie możemy dokładnie ustalić, kiedy szukać – dodaje.

Wiele wątpliwości

Czy przyciemnienie mogło być spowodowane przez chmurę gazu i pyłu przechodzącą przed źródłem promieniowania X? Naukowcy uważają to za mało prawdopodobne, ponieważ charakterystyka zdarzenia zaobserwowanego w M51 nie jest zgodna z przejściem takiego obłoku.

- Wiemy, że wysuwamy ekscytujące i śmiałe twierdzenie. Oczekujemy, że inni astronomowie przyjrzą się temu bardzo uważnie – mówi współautorka pracy Julia Berndtsson z Uniwersytetu Princeton w New Jersey. - Uważamy, że mamy mocne argumenty – dodaje.

Jeśli planeta istnieje w tym systemie, to prawdopodobnie miała burzliwą historię i gwałtowną przeszłość. Musiałaby przetrwać wybuch supernowej, która stworzyła gwiazdę neutronową lub czarną dziurę. Jej przyszłość jest również niepewna. W pewnym momencie gwiazda towarzysząca może eksplodować jako supernowa.

 

Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, fot. NASA/CXC/M. Weiss