人类首次在银河系以外发现行星的踪迹


人类首次在银河系以外发现行星的踪迹




首颗“河外行星”?

M51“涡状星系(Whirpool Galaxy)” 。 NASA / ESA
距离地球2300万光年 , 位于大熊座的“涡状星系(Whirlpool Galaxy)”M51 , 可能会成为人类发现的首颗“河外行星”的所在地 。
哈佛-史密森天体物理学研究中心的天体物理学家Rosanne Di Stefano等人最近在论文中称这颗可能存在的行星为M51-ULS-1b , 比土星稍小 , 围绕一对双星运行 , 距离轨道中心大约10个天文单位(AU) 。
虽然自1992年以来人们在银河系内发现了数千颗行星 , 且估计银河系内存在的行星总数超过400亿 , 但是要在银河系以外的星系中发现行星难度非常大 。 原因很简单 , 因为河外星系距离我们十分遥远 , 很难把其中的恒星区分开 , 更不要说在它们身旁寻找行星 。
能够发现这颗可能存在的“河外行星”也有一点点运气的成分 。 它围绕运行的双星中有一颗是中子星 , 甚至有可能是黑洞 , 正在以惊人的速度吞噬大质量伴星的物质 。 坠向中子星或黑洞的星尘在此过程中释放出了大量能量 , 把这对双星变成了M51星系中最明亮的X射线源之一 。 其X射线的亮度相当于太阳所有波段电磁波产出的100万倍 。
由于产生X射线的源头 , 也就是中子星或黑洞很小 , 因此假如有一颗大小如同土星的行星在距离它数十亿公里的地方 , 在我们的视线上掠过X射线源的表面 , 是完全可以把X射线源遮掩住的 。 而这个可能存在的遮掩过程 , 于2012年9月20日传到了地球 , 刚好被钱德拉X射线太空望远镜捕捉到 。
整个过程持续了大约3小时 , 在此过程中X射线源逐渐变暗消失 , 随后又慢慢出现 。 但是在当时 , 研究人员未对这类短时变化进行搜索 , 因而没人注意到 。
X射线源的这种变化可能有多种原因 。 一种原因是有一颗小型的类恒星天体 , 比如白矮星 , 挡住了它 。 但是研究人员认为不可能是白矮星 , 因为这对双星相对年轻 , 还不至于在近旁演化出白矮星这类需要较长演化时间的天体 。
【人类首次在银河系以外发现行星的踪迹】第二种可能是X射线源本身的自然变化 。 例如有物质在坠向中子星或黑洞的过程中遮掩了X射线源 。 但是研究人员认为 , 这类遮掩过程导致的X射线源亮度变化带有一种特殊的非对称性频率特征 , 而这种特征并没有出现在观测数据中 。
研究人员认为这次事件带有典型的凌星特点 , 且在凌星过程中起到遮掩作用的天体和被遮掩的X射线源大小是相近的 。 引发此次事件的最有可能是一颗行星 。
这是有史以来人类首次在银河系以外发现行星的踪迹 。 而Di Stefano等人认为 , 第二例很快就会出现 , 因为他们目前分析的数据只占钱德拉X射线观测数据库的一小部分 。 M51-ULS-1b是“河外行星”的首个候选者 , 但不会是最后一个 。

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