Откриване на първия кандидат за екзопланета извън нашата домашна галактика Млечен път

Откриването на първия кандидат за екзопланета в рентгенова двоична система M51-ULS-1 в спиралната галактика Месие 51 (M51), наричана още галактика Водовъртеж , използвайки техника на транзит чрез наблюдение на спадове в яркостта при рентгенови дължини на вълните (вместо оптични дължини на вълните), е революционно и променя играта, защото преодолява ограничението на наблюдението на спадове в яркостта при оптични дължини на вълните и отваря пътя за търсене на екзопланети във външни галактики. Откриването и характеризирането на планети във външни галактики има значителни последици за търсенето на извънземен живот.

„Но къде са всички ?“, изтърси Ферми още през лятото на 1950 г., размишлявайки защо няма доказателства за извънземен живот (ET) в космоса, въпреки високата вероятност за неговото съществуване. Три четвърти от века след тази известна граница все още няма доказателства за живот извън Земята, но търсенето продължава и един от ключовите компоненти на това търсене е откриването на планети извън Слънчевата система и характеризирането им за евентуални признаци на живот.

През последните няколко десетилетия са открити над 4300 екзопланети , които може да имат или да не имат условия, подходящи за поддържане на живот. Всички те са открити в нашата галактика . Не е известно да е открита екзопланета извън Млечния път. Всъщност няма доказателства в подкрепа на идеята за наличието на планетарна система във външна галактика.

Учени съобщиха за откриването на евентуален кандидат за екзопланета във външна галактика за първи път. Тази екстрасоларна планета се намира в спиралната галактика Месие 51 (M51), наричана още галактика Водовъртеж , разположена на разстояние около 28 милиона светлинни години от нашата галактика Млечен път.

Обикновено планетата се открива чрез наблюдение на затъмнение, което тя получава, когато преминава пред звездата си , докато обикаля около нея, като по този начин блокира светлината, излъчвана от звездата (транзитна техника). Това събитие се наблюдава като временно затъмняване на звездата. Търсенето на екзопланета включва търсене на спадове в светлината на звездата . Другият метод за откриване на планети е чрез измерване на радиалната скорост. Всички екзопланети са били открити с помощта на тези техники в нашата галактика на относително къси вътрешногалактически разстояния в диапазона от 3000 светлинни години.

Търсенето на спадове в яркостта на по-големи междугалактически разстояния за откриване на екзопланети извън Млечния път обаче е трудна задача, тъй като външната галактика заема малка площ в небето, а високата плътност на звездите не позволява изучаване на отделна звезда с достатъчно подробности, за да се даде възможност за откриване на сигнатури на планета . В резултат на това търсенето на оптична дължина на вълната във външна галактика досега не беше осъществимо и не можа да бъде открита екзопланета извън нашата галактика. Последното изследване е революционно и променя играта, защото очевидно преодолява това ограничение, като наблюдава спадове в яркостта на рентгенови дължини на вълните (вместо оптични дължини на вълните) и отваря пътя за търсене на екзопланети в други галактики.

Рентгеновите двойни звезди (XRB) във външните галактики се считат за идеални за търсене на екзопланети . Те (т.е. XRB) са клас двойни звезди, съставени от нормална звезда и колабирала звезда, като бяло джудже или черна дупка . Когато звездите са достатъчно близо, материалът от нормалната звезда се издърпва от нея към плътната звезда поради гравитацията. В резултат на това акреционният материал близо до плътната звезда се прегрява и свети в рентгенови лъчи, появявайки се като ярки рентгенови източници (XRS).

С идеята да открива планети, обикалящи около рентгенови двойни системи (XRB), изследователският екип е търсил спадове в яркостта на рентгеновите лъчи, получени от ярките рентгенови двойни системи (XRB) в три външни галактики, M51, M101 и M104.

Екипът най-накрая се фокусира върху рентгеновия двоичен M51-ULS-1, който е един от най-ярките източници на рентгенови лъчи в галактиката M51. Наблюдава се спад в яркостта на рентгеновите лъчи, получени от телескопа Chandra. Данните за спад в яркостта бяха изследвани за различни възможности и беше установено, че са подходящи за преминаване от планета, най-вероятно с размерите на Сатурн.  

Това изследване е ново и за първи път, в което успешно се извършва търсенето на екзопланети на рентгенова дължина на вълната. В най-широк план, това забележително откритие на екзопланета извън нашата галактика разширява обхвата на търсенето на екзопланети към други външни галактики, което има значение за търсенето на извънземен интелигентен живот.

***

Източници:  

1. Di Stefano, R., Berndtsson, J., Urquhart, R. et al. Възможен кандидат за планета във външна галактика, открит чрез рентгенов транзит. Природна астрономия (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w . Предпечатната версия е достъпна на https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf  

2. НАСА. Чандра вижда доказателства за възможна планета в друга галактика. Предлага се онлайн на https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/ 

3. НАСА. Наука – Обекти – Рентгенови двоични звезди. Предлага се онлайн на https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html  

4. Швитерман Е., Кианг Н., и др 2018. Екзопланетни биосигнатури: преглед на отдалечено откриваеми признаци на живот. Астробиология Vol. 18, бр. 6. Публикувано онлайн на 1 юни 2018 г. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729