Закрыть ☒

Астрономы нашли планету в другой галактике

Астрономы, возможно, нашли планету в другой галактике

Не так давно астрономы не были уверены, что экзопланеты вообще существуют. Теперь мы знаем, что их тысячи и что большинство звезд, вероятно, имеют экзопланеты. По некоторым оценкам, в Млечном Пути могут быть сотни миллиардов экзопланет. Поэтому нет причин думать, что звезды в других галактиках не имеют планет.

Найти одну из таких планет в другой галактике - это значительное научное достижение.

Астрономы находят большинство экзопланет в нашей галактике с помощью транзитного метода. Когда планета проходит между нами и своей звездой, свет звезды падает на небольшую величину, поскольку планета блокирует часть света. Измерить это небольшое падение очень сложно, но именно этим и занимаются такие охотники за планетами, как спутник НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Этот метод не сработает в другой галактике. В других галактиках трудно даже различить отдельные звезды, не говоря уже о том, чтобы обнаружить мизерное перекрытие света, когда потенциальная экзопланета проходит перед своей звездой. Но TESS ведет наблюдение в видимом свете и в ближнем ультрафиолетовом свете. Что если наблюдение в другой части спектра позволит астрономам увидеть отдельные звезды в другой галактике и даже планеты, вращающиеся вокруг этих звезд?

Группа астрономов использовала данные космического аппарата ЕКА XMM-Newton, который наблюдает рентгеновские лучи, чтобы разглядеть отдельные звезды в другой галактике. В рентгеновском излучении меньше ярких объектов, чем в видимом свете, поэтому определить источники рентгеновского излучения не так сложно, как в видимом свете.

Команда опубликовала работу в журнале Nature Astronomy под названием "Возможный кандидат в планеты во внешней галактике, обнаруженный с помощью рентгеновского транзита". Ведущий автор - Розанна Ди Стефано из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института. В своей работе исследователи приводят доказательства существования планеты размером с Сатурн, вращающейся вокруг звезды в галактике Водоворот.

Команда исследовала особый тип звезд, которые ярко светят в рентгеновских лучах. Их называют рентгеновскими бинарами, потому что они существуют парами, и их уникальные взаимоотношения делают их чрезвычайно рентгеноизлучающими. Рентгеновская бинарная звезда (РБЗ) состоит из звезды-донора и аккретора. Звезда-донор обычно является довольно типичной звездой, а аккретор - это либо черная дыра со звездной массой, либо нейтронная звезда.

Масса из желтой звезды перетекает в аккреционный диск вокруг черной дыры.

В рентгеновской бинарной звезде более массивный аккретор оттягивает материю от звезды-донора. Когда материя падает на донора, высвобождается огромное количество гравитационной потенциальной энергии, которая нагревает вещество до миллионов градусов. Нагретый материал испускает рентгеновские лучи, которые можно обнаружить с помощью XMM-Newton.

Если между рентгеновским бинаром и нами пройдет достаточно крупный объект, мы сможем наблюдать провал в рентгеновском излучении, подобно тому, как TESS наблюдает провалы в видимом свете.

"Рентгеновские бинары могут быть идеальным местом для поиска планет, потому что, хотя они в миллион раз ярче нашего Солнца, рентгеновское излучение исходит из очень маленькой области. Фактически, источник, который мы изучали, меньше Юпитера, поэтому транзитная планета может полностью блокировать свет от рентгеновского бинара", - объясняет Розанна Ди Стефано в пресс-релизе.

Наряду с данными с XMM-Newton, команда использовала данные рентгеновской обсерватории НАСА Chandra. В общей сложности они изучили рентгеновские данные трех галактик на предмет рентгеновских транзитов, которые могут указывать на наличие планет. В галактике Водоворот они обнаружили транзит, который полностью перекрыл источник рентгеновского излучения на несколько часов.

На этом рисунке из исследования показана область, содержащая рентгеновскую двойную под названием M51-ULS-1. Слева - сложенное изображение, полученное с помощью спектрометра Chandra Advanced CCD Imaging Spectrometer. Справа - изображение Хаббла области в белом квадрате на изображении Чандры. Розовый круг - рентгеновский источник M51-ULS-1.

Когда астрономы обнаруживают что-то новое, подобное этому, они должны исключить другие объяснения, прежде чем сделать вывод, что это настоящая планета. Источники рентгеновского излучения могут быть переменными. Бывают вспышки, высокие и низкие эмиссионные состояния, которые могут продолжаться в течение длительных периодов времени. Такие рентгеновские источники как M51-ULS-1 могут даже переживать периоды отсутствия рентгеновского излучения. Команда наблюдала один из таких периодов, но он наблюдался отдельно от транзита.

Это мог быть объект, отличный от планеты, например, коричневый или красный карлик. Но система слишком молода для таких объяснений.

Обратите внимание: Похоже, что Леонов не первым вышел в открытый космос. На много раньше в нем оказался другой живой организм....

А транзитный объект был слишком большим.

Транзитный объект имеет четко очерченную поверхность, чего нет у облака. Даже если планета является газовым гигантом или миром с обширной атмосферой, она все равно будет иметь четко очерченную поверхность. Однако исследователи дают понять, что они не могут полностью исключить наличие газового облака. "Однако мы отмечаем, что характеристики облаков настолько широки, что набор возможностей никогда не может быть полностью изучен и исключен", - поясняют они.

Существуют также аккреционные провалы. Но дипы отличаются от транзитов и могут иметь разную форму, в то время как транзиты - нет. "Погружения могут отличаться по форме от затмений, и на самом деле, демонстрируют широкий спектр форм, даже на кривой блеска одного источника. Однако наиболее очевидное различие между дипами и затмениями заключается в том, что дипы демонстрируют энергетическую зависимость", - говорится в статье. В статье также объясняется, что провал изменяет спектральную природу рентгеновского сигнала, что дает "...информацию об источнике и материале в его ближайшем окружении".

Другое возможное объяснение - изменения в рентгеновских лучах, исходящих от самого аккретора. Но команда исключила эту возможность, потому что температура и цвет света не изменились. Свет был заблокирован на несколько часов, но в остальном он был неизменен.

"Сначала мы должны были убедиться, что сигнал не вызван ничем другим", - говорит Ди Стефано. "Мы сделали это путем углубленного анализа рентгеновского провала в данных Chandra, анализа других провалов и сигналов в данных XMM, а также моделирования провалов, вызванных другими возможными событиями, включая планету".

Они также предположили, что сама звезда-донор может проходить перед аккретором. Это действительно произошло, согласно данным XMM-Newton. Но это произошло отдельно от другого транзита. Транзит звезды-донора вызвал гораздо более длительное затмение.

В своей статье авторы пишут: "Вместо этого данные хорошо согласуются с моделью транзита планеты, в которой затменная звезда, скорее всего, имеет размер Сатурна".

"Мы провели компьютерное моделирование, чтобы проверить, имеет ли затмение характеристики транзитной планеты, и обнаружили, что оно идеально подходит. Мы совершенно уверены, что это не что иное и что мы нашли нашу первую планету-кандидата за пределами Млечного Пути", - сказал Ди Стефано.

Итак, если там есть планета, то каковы ее свойства? Это трудно сказать с уверенностью, но команда исследователей готова строить догадки на основе своих данных.

Он размером с Сатурн и вращается вокруг бинарной звезды на огромном расстоянии: он удален от нее в десятки раз больше, чем Земля от Солнца. Кроме того, на прохождение одной орбиты у нее уходит около 70 лет. Что касается обитаемости? Ни в коем случае. Бинарная звезда бомбардирует планету экстремальным количеством радиации.

Длительный орбитальный период означает, что данные показывают только один транзит. Вот почему команда осторожно называет свою находку "кандидатом в планеты". Нет возможности подтвердить это в ближайшее время, наблюдая больше транзитов. Они исключили другие возможные причины, но другие исследователи могут найти в данных что-то еще. "Мы можем только с уверенностью сказать, что это не подходит ни под одно из наших других объяснений", - говорит Ди Стефано.

Это не первая планета-кандидат в другой галактике. Другие планеты-кандидаты были найдены с помощью гравитационного линзирования. Более того, одна планета-кандидат была обнаружена в галактике Андромеды. Но события линзирования случайны и не повторяются, поэтому нет возможности подтвердить их, как это делают астрономы с транзитами, которые происходят на каждой орбите планеты.

Уже существует одна подтвержденная внегалактическая планета, и она также была обнаружена с помощью рентгеновских лучей. Астрономы обнаружили ее в 1992 году вокруг пульсара PSR1257+12. На самом деле, по словам исследователей, вокруг этого пульсара вращаются две или более планет.

"Первая подтвержденная планета за пределами нашей Солнечной системы была обнаружена вокруг пульсара - объекта, который обычно наблюдается в рентгеновских лучах. Я рад, что рентгеновские лучи теперь также играют важную роль в поиске планет за пределами нашей галактики", - сказал Норберт Шартель, научный сотрудник проекта XMM-Newton от ЕКА.

Неужели мы видим, как новый метод поиска внегалактических планет воплощается в жизнь.

"Эта работа демонстрирует новый метод, способный обнаружить планеты в широком диапазоне систем, содержащих XRSs (источники рентгеновского излучения). Поскольку наиболее яркие XRS могут быть обнаружены во внешних галактиках, поиск экстропланет - планет на орбитах, расположенных за пределами Млечного Пути, - теперь стал реальным и практичным предприятием", - пишут авторы в своей статье.

"Теперь, когда у нас есть новый метод поиска возможных кандидатов в планеты в других галактиках, мы надеемся, что изучив все имеющиеся в архивах рентгеновские данные, мы найдем еще много таких планет. В будущем мы даже сможем подтвердить их существование", - сказал Ди Стефано. Да, астрономы нашли планету в другой галактике.

Читайте также:

Случайное открытие о скрытом космическом объекте Авария

Активность астероида Фаэтон

Угасание галактик

Хаббл увидел Бога?

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Подписаться в раздел "Миры Вселенной"

#планета #галактика #экстропланетa #космос исследования

Еще по теме здесь: Космос.

Источник: Астрономы нашли планету в другой галактике.