Първи данни за екзопланета в друга галактика

5
1019
Изображение на галактиката М51а (Водовъртеж) в инфрачервения спектър. Източник: NASA, ESA, M. Regan & B. Whitmore (STScI), & R. Chandar (U. Toledo)

В нашата галактика Млечен път съществуват между 100 и 400 милиарда звезди, като около много от тях се смята, че съществуват планети. През 1992 г. е открита първата екзопланета, тоест планета в орбита около друга звезда. От тогава до сега сме открили повече от 4200 екзопланети, а други 5500 очакват потвърждение. В публикация от 18 септември тази година изследователи за пръв път допускат съществуването на планета около звезда в галактика различна от Млечния път. 

Като имаме предвид колко често се откриват екзопланети в Млечния път, е логично да предположим, че такива съществуват и в други галактики – особенно такива, подобни на нашата галактика. Откриването им обаче представлява голямо предизвикателство заради големите разстояния. Галактиките са толкова отдалечени от нас, че звездите в тях изглеждат скупчени в малък участък от небесната сфера. Поради това е трудно да идентифицираме отделните звезди, а още по-трудно – да засечем влиянията на планети върху тях.

Изображение на галактикaта М51а (известна като Водовъртеж, заради ясно открояващите се спирални ръкави) и галактиката NGC 5195, с която тя си взаимодейства. Диаметърът ѝ е 23000 светлинни години, масата ѝ е оценена на 10% от масата на Млечния път. Двете галактики са най-изследваната галактична двойка от взаимодействащи галактики. Източник: NASA/ESA
В новото изследване Розане Ди Стефано от Центъра по астрофизика Харвард-Смитсониън, заедно с няколко свои колеги, споделят, че са открили кандидат-планета в галактиката M51а (Водовъртеж). Тя е разположена на около 23 милиона светлинни години от Земята в съзвездието Ловджийски кучета. Този извънгалактичен свят, кръстен M51-ULS-1b, вероятно е малко по-малък от Сатурн и орбитира в бинарна система (двойна звезда) на разстояние десет пъти по-голямо от това между Земята и Слънцето.

Откритие по случайност

Наблюдението e било възможно благодарение на специален набор от условия. Бинарната система, в която се намира предполагаемата планета, не се състои от две звезди, а от неутронна звезда или черна дупка, която поглъща вещество от гигантска звезда-компаньон. Този бурен процес причинява освобождаване на огромно количество енергия. Това превръща тази система в един от най-ярките източници на рентгеново излъчване в цялата галактика Водовъртеж. Всъщност рентгеновата светимост на тази система е приблизително един милион пъти по-голяма от цялото излъчване на Слънцето във всички дължини на вълната.

Източникът на това рентгеново излъчване (черната дупка или неутронната звезда) обаче е с малка площ. Това означава, че планета с размерите на Сатурн може до голяма степен да затъмни рентгеновия източник, ако тя премине директно пред него, гледано от Земята.

Изображение на галактиката М51а, заснето от обсерваторията Chandra. В центъра на квадратчето се наблюдава звездната система M51-ULS-1, в която се намира кандидат-планетата. Открита е с помощта на космическия телескоп Chandra, който се намира в околоземна орбита. Той е една от четирите най-мащабни обсерватории – Hubble Space Telescope, Compton Gamma Ray Observatory, Spitzer Space Telescope и Chandra X-ray Observatory. Източник: R. Di Stefano et al./ MNRAS.

Изглежда, че точно това се е случило на 20 септември 2012 г. По случайност рентгеновата обсерватория Chandra наблюдава в посока на системата точно по това време. Тя засича спад в излъчването на рентгенови лъчи до минимум, а след това отново регистрира покачване. Това се обяснява именно с преминаването (пасаж) на планета пред него, което продължава около 3 часа.

Вероятни сценарии

Първоначално никой не забелязва явлението, защото данните от Chandra не се изследват за толкова кратки промени. Когато обаче Ди Стефано и колегите ѝ ги разглеждат подробно, индикациите са налице.

Има различни причини, поради които рентгеновият източник може да се приглуши по описания начин. Едната е присъствието на друга малка звезда, като например бяло джудже, която затъмнява рентгеновия източник. Екипът обаче смята, че M51-ULS-1b не може да е бяло джудже или друг тип звезда, тъй като бинарната система е твърде млада, за да може такъв обект да е еволюирал в околността ѝ.

Схематично представяне на пасажния метод за откриване на екзопланети. При преминаване на планетата пред звездата се регистрира спад в светимостта на звездата. Чрез анализ на този спад може да се изведат характеристики за планетата като големина и продължителност на годината. С този метод се откриват най-много екзопланети. Това е и методът, по който е засечена кандидат-планетата M51-ULS-1b. Източник: ESA

Друго потенциално обяснение е естествена вариация в излъчването, породена от нееднородността на веществото, което попада в черната дупка или неутронната звезда. Ди Стефано и колегите ѝ споделят, че в тези случаи светимостта се променя по характерен начин, като по-високоенергийните честоти на светлината се променят по-бързо от по-нискоенергийните. В този случай всички светлинни честоти „потъмняват“ и се появяват едновременно, което предполага пасаж. „Той е приблизително симетричен и има форма, типична за пасажите, при които източникът и преминаващият обект имат сравними размери“, споделя екипът.

След като се появи първият кандидат за планета в друга галактика, най-вероятно и други ще бъдат открити скоро. За да открие тази кандидат-планета, екипът разглежда само малка част от огромната бази данни на Chandra. „Архивите съдържат достатъчно данни за провеждане на десет пъти по-мащабни изследвания от нашето“, споделят Ди Стефано и колегите ѝ. „Поради това в скоро време очакваме откриването на повече от дузина извънгалактически кандидат-планети.“

4.8 4 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
5 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари