Astronomové možná objevili první planetu mimo naši galaxii

Známky planety procházející hvězdou mimo Mléčnou dráhu mohly být detekovány poprvé. Tento zajímavý výsledek pomocí rentgenové observatoře Chandra NASA otevírá nové okno pro hledání exoplanet na stále větších vzdálenostech.

Pravděpodobný kandidát na exoplanety se nachází v spirální galaxie Messier 51 (M51), nazývaný také Whirlpool Galaxy díky svému výraznému vzhledu.

Exoplanety jsou známé jako planety mimo naši sluneční soustavu. Astronomové dosud v Mléčné dráze našli všechny známé exoplanety a kandidátské exoplanety a téměř všechny jsou od Země vzdáleny asi 3 000 světelných let. Exoplaneta v M51 by byla vzdálená asi 28 milionů světelných let, což znamená, že by byla tisíckrát dále od té Mléčné dráhy.

„Snažíme se otevřít zcela novou arénu pro hledání jiných světů hledáním kandidátských planet na rentgenových vlnových délkách, což je strategie, která jim umožňuje objevování v jiných galaxiích,“ řekla Rosanne Di Stefano z Centra pro astrofyziku. Harvard a Smithsonian (CfA) v Cambridge, Massachusetts, kteří vedli studii, která je dnes zveřejněna v přírodní astronomie.

Toto nové zjištění je založeno na tranzitech, událostech, při nichž průchod planety před hvězdou blokuje část světla hvězdy a má za následek charakteristický retrográd. Astronomové využívající pozemní i vesmírné teleskopy-například na misích NASA Kepler a TESS-hledali poklesy optického světla a elektromagnetického záření, které lidé vidí, což umožňuje objev tisíců planet.

Místo toho Di Stefano a kolegové hledali pokles jasu příchozích rentgenových paprsků z jasných rentgenových binárních souborů. Tyto světelné systémy obvykle obsahují neutronovou hvězdu nebo černou díru čerpající plyn z doprovodné hvězdy na blízké oběžné dráze. Hmota poblíž neutronové hvězdy nebo černé díry je velmi horká a září v rentgenových paprscích.

Protože oblast, která produkuje jasné rentgenové paprsky, je malá, může planeta procházející před ní blokovat většinu nebo všechny rentgenové paprsky, což usnadňuje identifikaci tranzitů, protože rentgenové paprsky mohou zcela zmizet. To může umožnit detekci exoplanet na mnohem větší vzdálenosti než současné studie fototranzitu, které by měly být schopné detekovat mírný pokles světla, protože planeta blokuje pouze malou část hvězdy.

Tým použil tuto metodu k objevení kandidátských exoplanet v binárním systému s názvem M51-ULS-1, který se nachází v M51. Tento binární systém obsahuje černou díru nebo neutronovou hvězdu obíhající kolem doprovodné hvězdy, která má asi 20krát větší hmotnost než Slunce. Průchod rentgenového záření, který objevili pomocí Chandrových dat, trval asi tři hodiny a během této doby emise rentgenového záření klesla na nulu. Na základě těchto a dalších informací vědci odhadli, že kandidátská exoplaneta v M51-ULS-1 by byla zhruba velikosti Saturnu, obíhala by kolem neutronové hvězdy nebo černé díry ve vzdálenosti dvojnásobné oproti vzdálenosti mezi Saturnem a Sluncem.

I když se jedná o záhadnou studii, k ověření interpretace jako exoplanety bude zapotřebí více údajů. Jednou z výzev je, že velká oběžná dráha kandidáta planety znamená, že se asi 70 let znovu nedostane před svého binárního partnera, což znemožní jakékoli pokusy o potvrzení na desetiletí.

„Bohužel, abychom potvrdili, že vidíme planetu, budeme pravděpodobně muset počkat desítky let, než uvidíme další tranzit,“ řekla spoluautorka Nia Imara z Kalifornské univerzity v Santa Cruz. „Kvůli nejistotě, jak dlouho to bude trvat na oběžné dráze, nevíme, kdy přesně se máme podívat.“

Může být stmívání způsobeno oblakem plynu a prachu procházejícím před zdrojem rentgenového záření? Vědci to považují za nepravděpodobné vysvětlení, protože charakteristiky události pozorované na M51-ULS-1 neodpovídají průchodu takového mraku. Model kandidátské planety je však s daty v souladu.

„Víme, že děláme vzrušující a odvážné tvrzení, a proto očekáváme, že se na to ostatní astronomové podívají velmi pečlivě,“ řekla spoluautorka Julia Berndsonová z Princetonské univerzity v New Jersey. „Myslíme si, že máme pádný argument, a tím procesem je věda.“

Pokud by v tomto systému existovala planeta, pravděpodobně by měla bouřlivou historii a násilnou minulost. Exoplaneta v systému musela přežít výbuch supernovy, který vyústil v neutronovou hvězdu nebo černou díru. Budoucnost může být také nebezpečná. v určitém okamžiku kamarádská hvězda Mohlo by také explodovat jako supernova a znovu zničit planetu velmi vysokou úrovní radiace.

Di Stefano a její kolegové hledali rentgenové tranzity ve třech galaxiích mimo Mléčnou dráhu pomocí Chandry a XMM-Newtona Evropské vesmírné agentury. Jejich výzkum zahrnoval 55 systémů v M51, 64 systémů v Messier 101 (galaxie „Větrník“) a 119 systémů v Messier 104 (galaxie „Sombrero“), což vedlo k jedné zde popsané kandidátské exoplanetě.

Autoři budou hledat v archivech Chandry a XMM-Newtona další kandidátské exoplanety v jiných galaxiích. K dispozici jsou velké soubory dat Chandra pro nejméně 20 galaxií, včetně některých jako M31 a M33 mnohem blíže k M51, což umožňuje detekovat kratší tranzity. Další zajímavou linií výzkumu je hledání rentgenových tranzitů v rentgenových zdrojích Mléčné dráhy, aby se zjistilo, co je poblíž nového. planety v neobvyklých prostředích.