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在我们的家庭银河系之外发现第一个系外行星候选者

科学天文学与空间科学在我们的家庭银河系之外发现第一个系外行星候选者

在螺旋星系梅西耶 51 (M1) 中发现第一个系外行星候选者 X 射线双星 M51-ULS-51,也称为漩涡星系,使用凌日技术通过观察 X 射线波长(而不是光学波长)的亮度下降具有开创性和改变游戏规则,因为它克服了在光学波长下观察亮度下降的限制,并为在外部星系中寻找系外行星开辟了道路。 外部星系中行星的检测和表征对于寻找外星生命具有重要意义。  

“但是每个人都在哪里?” 早在 1950 年夏天,费米就脱口而出,思考为什么尽管外星生命存在的可能性很大,但没有证据表明太空中存在任何外星生命 (ET)。 这条著名路线过去四分之三世纪,仍然没有地球以外任何地方存在任何生命的证据,但搜索仍在继续,该搜索的关键组成部分之一是探测太阳系以外的行星及其可能存在的特征生命的签名。   

超过4300岁; 系外行星 在过去的几十年中发现了可能有也可能没有适合维持生命的条件。 所有这些都是在我们家中发现的 星系。 没有 系外行星 已知是在银河系外发现的。 事实上,没有证据支持行星系统存在于任何外部星系的想法。   

科学家们现已报告首次在外部星系中发现了一颗可能的系外行星候选者。 这颗系外行星位于旋涡星系梅西耶 51 (M51) 中,也称为漩涡星系,距离本星系约 28 万光年 银河.  

通常,行星是通过观察它在其恒星前方运行时产生的日食来检测的,同时绕轨道运行从而阻挡了从恒星发出的光(过境技术)。 这一事件被观察为恒星暂时变暗。 寻找系外行星涉及在恒星的光下寻找倾角。 另一种检测行星的方法是通过径向速度测量。 所有系外行星都已使用这些技术在我们的家庭星系中在 3000 光年范围内相对较短的星系内距离内被探测到。  

然而,在更大的星系间距离处寻找光线的倾角以探测银河系外的系外行星是一项艰巨的任务,因为外部星系占据天空中的一小部分区域,而恒星的高密度不允许研究单个恒星足够的细节来检测行星的特征。 因此,到目前为止,在外部星系中以光学波长搜索是不可行的,并且无法发现我们所在星系以外的系外行星。 最新的研究是开创性的,改变了游戏规则,因为它似乎通过观察 X 射线波长(而不是光学波长)的亮度下降来克服这一限制,并为在其他星系中寻找系外行星开辟了道路。  

外部星系中的 X 射线双星 (XRB) 被认为是寻找系外行星的理想选择。 这些(即 XRB)是一类由普通恒星和坍缩恒星(如白矮星或白矮星)组成的双星。 黑洞. 当恒星足够近时,由于重力,来自正常恒星的物质会从正常恒星拉向致密恒星。 结果,致密恒星附近的吸积物质变得过热并在 X 射线中发光,表现为明亮的 X 射线源 (XRS)。  

为了探测围绕 X 射线双星 (XRB) 运行的行星,研究小组在三个外部星系 M51、M101 和 M104 中寻找从明亮 X 射线双星 (XRB) 接收到的 X 射线亮度的下降.  

该团队最终专注于 X 射线双星 M51-ULS-1,它是 M51 星系中最亮的 X 射线源之一。 观察到钱德拉望远镜接收到的 X 射线亮度下降。 对亮度下降的数据进行了各种可能性的检查,发现适合由一颗行星(最有可能是土星的大小)进行凌日。  

图片来源:X 射线:NASA/CXC/SAO/R。 迪斯蒂法诺等人; 光学:NASA/ESA/STScI/Grendler; 插图:NASA/CXC/M.Weiss

这项研究对于首次在 X 射线波长下成功地进行系外行星搜索也具有新颖性。 在最广泛的层面上,这一具有里程碑意义的系外行星发现将系外行星的搜索范围扩大到其他外部星系,这对寻找外星智慧生命具有重要意义。   

***

来源:  

  1. Di Stefano, R.、Berndtsson, J.、Urquhart, R. 等。 通过 X 射线传输探测到的外部星系中可能的行星候选者。 自然天文学(2021)。 DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w. 也可在网上购买 https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/m51_paper.pdf. 预印本可在 https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf  
  1. 美国宇航局。 钱德拉在另一个星系中看到了可能存在行星的证据。 可在线获取 https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/ 
  1. 美国宇航局。 科学 – 物体 – X 射线双星。 可在线获取 https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html  
  1. 施维特曼 E.,江 N.,  2018. 系外行星生物特征:对远程可探测生命迹象的回顾。 天体生物学卷。 18, No. 6。1 年 2018 月 XNUMX 日在线发布。DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729 

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