Астрономы доказали существование внегалактической планеты

После кропотливого исследования тысяч сигналов команда под руководством Розанн Ди Стефано из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики определила, что огромное падение рентгеновского излучения от галактики Водоворот лучше всего объясняется внегалактической планетой.

Исследователи окрестили эту экстропланету M51-ULS-1b, и ее открытие может изменить то, как мы ищем планеты за пределами Солнечной системы - в Млечном Пути и за ее пределами.

“Для нас большая честь иметь возможность внести свой вклад в эту работу“, - сказала Ди Стефано. “Это демонстрирует новый метод, который может быть использован сообществом для поиска новых планет как в Млечном Пути, так и в других галактиках. и интересная история“.

Обнаружить экзопланеты в галактике Млечный Путь достаточно сложно. В большинстве случаев мы определяем присутствие планет, вращающихся вокруг звезд Млечного Пути, исходя из предположений - наблюдая за их влиянием на саму звезду, а не обнаруживая экзопланету напрямую.

Один из таких методов - транзитный. Когда экзопланета проходит между нами и своей звездой по орбите, мы можем обнаружить слабые изменения яркости звезды, известные как кривая блеска. Это называется транзитом, потому что он не полностью блокирует свет звезды (даже близко, в случае экзопланетных транзитов).

В статье 2018 года Ди Стефано и ее коллега Ниа Имара показали, что экзопланета может по-разному влиять на тип двойной звезды, называемой рентгеновской двойной. Это пары звезд, расположенные так близко друг к другу, что одна из них перекачивает и накапливает материал другой, в результате чего возникает рентгеновское излучение. Несмотря на яркость, эти аккрецирующие звезды обычно являются физически небольшими нейтронными звездами или черными дырами звездной массы. Такой небольшой размер может позволить полное или почти полное затмение рентгеновского излучения.

Ди Стефано

“Конечно, мы не знали, вращаются ли планеты обычно вокруг рентгеновских двойных систем, но были некоторые причины полагать, что их поиск имеет смысл“, - сказала Ди Стефано.

“Поиск требует много времени и усилий, особенно для того, чтобы найти первый пример, который нужно особенно тщательно протестировать и изучить. Следующим летом со мной работали несколько приезжих студентов, и их участие предоставило хорошую возможность начать поиск“.

Команда использовала наблюдения трех галактик - Галактики Водоворот (M51), Галактики Вертушка (M101) и Галактики Сомбреро (M104) - полученные с помощью двух космических рентгеновских обсерваторий, Chandra и XMM-Newton. Из этих наблюдений исследователи извлекли 2624 рентгеновских кривых блеска двойных звезд и приступили к поискам внепланетного затмения.

Однако из тысячи сигналов только один соответствовал тому, что искала команда. Это была сверхяркая рентгеновская двойная система под названием M51-ULS-1, состоящая из сверхплотного небольшого объекта (неясно, черная дыра это или нейтронная звезда) и массивного спутника, такого как горячий, яркий объект B-типа.

Во время наблюдений яркость звезды оставалась более или менее постоянной, за исключением трехчасового периода, когда она темнела. Более того, его уровни яркости до и после падения света были одинаковыми, предполагая, что то, что вызвало затемнение, было чем-то внешним, а не взаимодействием в бинарных отношениях.

Следующим шагом было определение того, каким может быть это внешнее влияние. Команда тщательно рассмотрела такие варианты, как другие маленькие звезды и коричневые карлики, уделяя особое внимание газовым облакам, которые часто встречаются в рентгеновских двойных системах.

В конечном итоге они определили, что лучше всего подходит для их данных экстропланета размером с Сатурн, вращающаяся вокруг двойной системы на расстоянии в десятки астрономических единиц.

Вряд ли кандидат на экстропланету будет подтвержден. Обычно для этого требуется несколько падений яркости через равные промежутки времени, а на своем орбитальном расстоянии M51-ULS-1b слишком долго обращается вокруг своих звезд. Но, как сказал Ди Стефано, все доступные данные согласуются с тем, что мы бы увидели с орбитальной экстропланеты.

Способ подтвердить это открытие - идентифицировать больше рентгеновских затмений как внутри Млечного Пути, так и за его пределами. Но, сделав одно обнаружение, другое кажется лишь вопросом времени.

Напомним, ранее сообщалось, что найдена первая экстрагалактическая планета.

Источник