Opdagelsen af den første exoplanet kandidat i X-ray binær M51-ULS-1 i spiralen galakse Messier 51 (M51), også kaldet Whirlpool Galaxy at bruge transitteknik ved at observere fald i lysstyrke ved røntgenbølgelængder (i stedet for optiske bølgelængder) er banebrydende og en game changer, fordi det overvinder begrænsningen af observation af fald i lysstyrke ved optiske bølgelængder og åbner muligheden for at søge efter exoplaneter i ydre galakser. Påvisning og karakterisering af planeter i eksterne galakser har betydelige implikationer for søgen efter udenjordisk liv.
"Men hvor er alle?” Fermi havde røget ud, helt tilbage i sommeren 1950, og overvejede, hvorfor der ikke er tegn på noget udenjordisk liv (ET) ude i plads trods stor sandsynlighed for dens eksistens. Tre fjerdedele af århundredet efter den berømte linje er der stadig ingen tegn på noget liv uden for Jorden, men eftersøgningen fortsætter, og en af nøglekomponenterne i denne eftersøgning er påvisning af planeter uden for solsystemet og dets karakterisering for mulige signaturer af liv.
Over 4300 exoplaneter er blevet opdaget i de sidste par årtier, som måske eller måske ikke har betingelser, der er egnede til at understøtte livet. Alle blev fundet i vores hjem galakse. Ingen exoplanet var kendt for at blive opdaget uden for Mælkevejen. Faktisk er der ingen beviser, der understøtter ideen om tilstedeværelse af planetarisk system i noget eksternt galakse.
Forskere har nu rapporteret opdagelse af en evt exoplanet kandidat i en ekstern galakse for første gang. Denne ekstrasolar planet er i spiralen galakse Messier 51 (M51), også kaldet Whirlpool Galaxy, beliggende i en afstand af omkring 28 millioner lysår væk fra hjemmet galakse Mælkevejen.
Normalt, a planet detekteres ved at observere formørkelse, den frembringer, når den passerer foran dens stjerne mens kredser rundt og blokerer dermed for lyset, der udgår fra stjerne (transitteknik). Denne begivenhed observeres som en midlertidig dæmpning af stjernen. Søg efter en exoplanet involverer at søge efter dips i lyset af en stjerne. Den anden metode til påvisning af planeter er ved radiale hastighedsmålinger. Alle exoplaneter er blevet opdaget ved hjælp af disse teknikker i vores hjemmegalakse ved relativt korte intra-galaktiske afstande i intervallet 3000 lysår.
Men søger efter dyk i lyset ved større inter-galaktiske afstande for at opdage exoplaneter uden for Mælkevejen er en opgave op ad bakke, fordi en ekstern galakse optager et lille område på himlen og den høje tæthed af stjerner tillader ikke undersøgelse af en individuel stjerne i tilstrækkelige detaljer til at muliggøre påvisning af signaturer af en planet. Som et resultat var søgning ved optisk bølgelængde i en ekstern galakse ikke mulig indtil nu og nej exoplanet uden for vores hjemmegalakse kunne opdages. Den seneste forskning er banebrydende og en game changer, fordi den tilsyneladende overvinder denne begrænsning ved at observere fald i lysstyrke ved røntgenbølgelængder (i stedet for optiske bølgelængder) og åbner vejen for at søge efter exoplaneter i andre galakser.
X-ray binære (XRB'er) i de eksterne galakser anses for at være ideelle til eftersøgning af exoplaneter. Disse (dvs. XRB'er) er en klasse af binære stjerner består af en normal stjerne og en kollapset stjerne som hvid dværg eller en sort hul. Når stjernerne er tæt nok på, trækkes materiale fra normalstjernen af normalstjernen mod den tætte stjerne på grund af tyngdekraften. Som et resultat bliver det tiltagende materiale nær den tætte stjerne overophedet og lyser i røntgenstråler, der fremstår som lyse røntgenkilder (XRS'er).
Med en idé at opdage planeter kredser X-ray binære (XRB'er), forskerholdet søgte efter fald i lysstyrken af røntgenstråler modtaget fra de lyse røntgen-binære (XRB'er) i tre eksterne galakser, M51, M101 og M104.
Holdet fokuserede endelig på den binære røntgenstråle M51-ULS-1, som er en af de lyseste røntgenkilder i M51-galaksen. Faldet i lysstyrken af røntgenstråler modtaget af Chandra-teleskopet blev observeret. Dataene om fald i lysstyrke blev undersøgt for forskellige muligheder og viste sig at passe til transit af en planet, højst sandsynligt på størrelse med Saturn.
Denne undersøgelse er også ny til at udføre eftersøgning af exoplaneter med succes for første gang ved røntgenbølgelængde. På det bredeste plan, dette vartegn opdagelse of exoplanet uden for vores hjem galakse udvider omfanget af søgning af exoplaneter til andre ydre galakser, hvilket har betydning for eftersøgningen af udenjordisk intelligent liv.
***
kilder:
- Di Stefano, R., Berndtsson, J., Urquhart, R. et al. En mulig planetkandidat i en ekstern galakse opdaget gennem røntgentransit. Naturastronomi (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w . Preprint version tilgængelig på https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf
- NASA. Chandra ser beviser for en mulig planet i en anden galakse. Tilgængelig online på https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/
- NASA. Videnskab – Objekter – Røntgen-binære stjerner. Tilgængelig online på https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html
- Schwieterman E., Kiang N., et al 2018. Exoplanet Biosignatures: A Review of Remotely Detectable Signs of Life. Astrobiologi Vol. 18, nr. 6. Udgivet online den 1. juni 2018. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729
, also called the Whirlpool Galaxy){kind=link}