Upptäckten av den första exoplanetkandidaten utanför vår hemgalax Vintergatan

Upptäckten av den första exoplanet kandidat i röntgenbinär M51-ULS-1 i spiralen galax Messier 51 (M51), även kallad Whirlpool Galaxy att använda transitteknik genom att observera sänkningar i ljusstyrka vid röntgenvåglängder (istället för optiska våglängder) är banbrytande och en spelomvandlare eftersom det övervinner begränsningen av observation av sänkningar i ljusstyrka vid optiska våglängder och öppnar vägen för att söka efter exoplaneter i yttre galaxer. Detektering och karakterisering av planeter i yttre galaxer har betydande konsekvenser för sökandet efter utomjordiskt liv.  

"Men var är alla?” Fermi hade utbrast, långt tillbaka sommaren 1950, och funderat över varför det inte finns några bevis för något utomjordiskt liv (ET) ute i plats trots stor sannolikhet för dess existens. Tre fjärdedelar av seklet efter den berömda linjen finns det fortfarande inga bevis på något liv någonstans utanför jorden, men sökandet fortsätter och en av nyckelkomponenterna i denna sökning är upptäckten av planeter utanför solsystemet och dess karaktärisering för möjliga signaturer av liv.   

Över 4300 exoplaneter har upptäckts under de senaste decennierna som kanske eller kanske inte har förutsättningar som är lämpliga för att stödja livet. Alla hittades i vårt hem galax. på exoplanet var känt för att ha upptäckts utanför Vintergatan. I själva verket finns det inga bevis för att stödja idén om närvaro av planetsystem i något yttre galax.   

Forskare har nu rapporterat Upptäckten av ett möjligt exoplanet kandidat i en extern galax för första gången. Detta extrasolar planet är i spiralen galax Messier 51 (M51), även kallad Whirlpool Galaxy, belägen på ett avstånd av cirka 28 miljoner ljusår hemifrån galax Vintergatan.  

Vanligtvis a planet upptäcks genom att observera förmörkelse som den producerar när den passerar framför sin stjärna medan kretsande runt vilket blockerar ljuset som kommer från stjärna (transitteknik). Denna händelse observeras som en tillfällig nedtoning av stjärnan. Sök efter en exoplanet innebär att söka efter dips i ljuset av en stjärna. Den andra metoden för upptäckt av planeter är genom radiella hastighetsmätningar. Allt exoplaneter har upptäckts med hjälp av dessa tekniker i vår hemgalax på relativt korta intragalaktiska avstånd inom intervallet 3000 ljusår.  

Men letar efter fall i ljuset på större intergalaktiska avstånd för att upptäcka exoplaneter utanför Vintergatan är en uppförsbacke eftersom en yttre galax upptar en liten yta på himlen och den höga densiteten av stjärnor tillåter inte studier av en enskild stjärna i tillräckliga detaljer för att möjliggöra upptäckt av signaturer av en planet. Som ett resultat var sökning vid optisk våglängd i en extern galax inte möjlig förrän nu och nej exoplanet utanför vår hemgalax kunde upptäckas. Den senaste forskningen är banbrytande och en spelomvandlare eftersom den till synes övervinner denna begränsning genom att observera sänkningar i ljusstyrka vid röntgenvåglängder (istället för optiska våglängder), och öppnar vägen för att söka efter exoplaneter i andra galaxer.  

Röntgenbinärer (XRB) i de yttre galaxerna anses vara idealiska för att söka efter exoplaneter. Dessa (dvs XRB) är en klass av binära stjärnor består av en normal stjärna och en kollapsad stjärna som vit dvärg eller en svart hål. När stjärnorna är tillräckligt nära dras material från normalstjärnan bort från normalstjärnan mot den täta stjärnan på grund av gravitationen. Som ett resultat blir det anhopande materialet nära den täta stjärnan överhettat och lyser i röntgenstrålar som uppträder som ljusa röntgenkällor (XRS).  

Med en idé att upptäcka planeter kretsande Röntgenbinärer (XRB), forskargruppen sökte efter nedgångar i ljusstyrkan hos röntgenstrålning som tas emot från de ljusstarka röntgenbinärerna (XRB) i tre externa galaxer, M51, M101 och M104.  

Teamet fokuserade slutligen på den binära röntgenstrålen M51-ULS-1 som är en av de ljusaste röntgenkällorna i M51-galaxen. Nedgången i ljusstyrka hos röntgenstrålning som tas emot av Chandra-teleskopet observerades. Data om sänkning i ljusstyrka undersöktes för olika möjligheter och visade sig passa för transit av en planet, troligen av storleken på Saturnus.  

Denna studie är också ny för att utföra sökningen av exoplaneter framgångsrikt för första gången vid röntgenvåglängd. På den bredaste nivån, detta landmärke Upptäckten of exoplanet utanför vår hemgalax utökar omfattningen av sökning av exoplaneter till andra yttre galaxer, vilket har konsekvenser för sökandet efter utomjordiskt intelligent liv.   

***

Källor:  

1. Di Stefano, R., Berndtsson, J., Urquhart, R. et al. En möjlig planetkandidat i en extern galax upptäckt genom röntgentransitering. Naturastronomi (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w. Finns även online på https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/m51_paper.pdf. Förtryckt version tillgänglig på https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf  

2. NASA. Chandra ser bevis för en möjlig planet i en annan galax. Tillgänglig online på https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/ 

3. NASA. Vetenskap – Objekt – Röntgenbinära stjärnor. Tillgänglig online på https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html  

4. Schwieterman E., Kiang N., et al, 2018. Exoplanet Biosignatures: A Review of Remotely Deectable Signs of Life. Astrobiology Vol. 18, nr 6. Publicerad online den 1 juni 2018. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729