Ανακάλυψη του πρώτου Υποψηφίου Εξωπλανήτη έξω από τον Γαλαξία μας στο σπίτι

Discovery of the first εξωπλανήτης candidate in X-ray binary M51-ULS-1 in the spiral γαλαξίας Messier 51 (M51), also called the Whirlpool γαλαξίας using transit technique by observing dips in brightness at X-ray wavelengths (instead of optical wavelengths) is pathbreaking and a game changer because it overcomes the limitation of observation of dips in brightness at optical wavelengths and opens up the avenue for the search of εξωπλανήτες in external galaxies. Detection and characterisation of πλανήτες in external galaxies has significant implications for search for extra-terrestrial life.  

«Μα πού είναι όλοι?” Fermi had blurted out, way back in the summer of 1950, pondering why there is no evidence of any extra-terrestrial life (ET) out in the χώρος despite high probability of its existence. Three quarters of the century past that famous line, still there is no evidence of any life anywhere outside the Earth, but the search continues and one of the key components of this search is the detection of πλανήτες outside the solar system and its characterisation for possible signatures of life.   

Πάνω από 4300 εξωπλανήτες έχουν ανακαλυφθεί τις τελευταίες δεκαετίες που μπορεί να έχουν ή να μην έχουν συνθήκες κατάλληλες για να υποστηρίξουν τη ζωή. Όλα αυτά βρέθηκαν μέσα στο σπίτι μας γαλαξίας. Όχι εξωπλανήτης was known to be discovered outside the Milky Way. In fact, there is no evidence to support the idea of presence of planetary system in any external γαλαξίας.   

Scientists have now reported ανακάλυψη μιας πιθανής εξωπλανήτης candidate in an external γαλαξίας for the first time. This extrasolar πλανήτης is in the spiral γαλαξίας Messier 51 (M51), also called the Whirlpool γαλαξίας, situated at a distance of about 28 million light years away from home γαλαξίας Γαλαξίας.  

Συνήθως, α πλανήτης is detected by way of observing eclipse it produces when it transits in front of its αστέρι ενώ σε τροχιά around thus blocking the light emanating from the αστέρι (transit technique). This event is observed as temporary dimming of the star. Search for an εξωπλανήτης involves searching for dips in the light of a αστέρι. The other method of detection of πλανήτες is by radial velocity measurements. All εξωπλανήτες have been detected using these techniques in our home galaxy at relatively short intra-galactic distances in the range of 3000 light years.  

However, searching for dips in the light at larger inter-galactic distances to detect εξωπλανήτες outside the Milky Way is an uphill task because an external galaxy occupies a small area in the sky and the high density of αστέρια does not allow study of an individual star in sufficient details to enable detection of signatures of a πλανήτης. As a result, search at optical wavelength in an external galaxy was not feasible until now and no εξωπλανήτης outside our home galaxy could be discovered. The latest research is pathbreaking and a game changer because it seemingly overcomes this limitation by observing dips in brightness at X-ray wavelengths (instead of optical wavelengths), and opens up the avenue for the search of εξωπλανήτες in other galaxies.  

X-ray binaries (XRBs) in the external galaxies are considered to be ideal for the search of εξωπλανήτες. These (i.e., XRBs) are a class of binary αστέρια made up of a normal star and a collapsed star like white dwarf or a μαύρη τρύπα. Όταν τα αστέρια είναι αρκετά κοντά, υλικό από το κανονικό αστέρι τραβιέται από το κανονικό αστέρι προς το πυκνό αστέρι λόγω της βαρύτητας. Ως αποτέλεσμα, το συσσωρευόμενο υλικό κοντά στο πυκνό αστέρι υπερθερμαίνεται και λάμπει σε ακτίνες Χ και εμφανίζονται ως φωτεινές πηγές ακτίνων Χ (XRS).  

With an idea to detect πλανήτες σε τροχιά X-ray binaries (XRBs), the research team searched for dips in the brightness of X-ray received from the bright X-ray binaries (XRBs) in three external galaxies, M51, M101, and M104.  

Η ομάδα τελικά επικεντρώθηκε στο δυαδικό ακτίνων Χ M51-ULS-1 που είναι μια από τις φωτεινότερες πηγές ακτίνων Χ στον γαλαξία M51. Παρατηρήθηκε η πτώση της φωτεινότητας των ακτίνων Χ που έλαβε το τηλεσκόπιο Chandra. Τα δεδομένα σχετικά με την πτώση της φωτεινότητας εξετάστηκαν για διάφορες πιθανότητες και βρέθηκε ότι είναι κατάλληλα για διέλευση από έναν πλανήτη, πιθανότατα του μεγέθους του Κρόνου.  

This study is also novel for carrying out the search of εξωπλανήτες successfully for the first time at X-ray wavelength. On the broadest level, this landmark ανακάλυψη of εξωπλανήτης outside our home galaxy expands the scope of search of εξωπλανήτες to other external galaxies, which has implications for the search of extra-terrestrial intelligent life.   

***

Πηγές:  

1. Di Stefano, R., Berndtsson, J., Urquhart, R. et al. Ένας πιθανός υποψήφιος πλανήτης σε έναν εξωτερικό γαλαξία που ανιχνεύθηκε μέσω διέλευσης ακτίνων Χ. Nature Astronomy (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w. Διαθέσιμο και διαδικτυακά στο https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/m51_paper.pdf. Η προεκτυπωμένη έκδοση είναι διαθέσιμη στο https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf  

2. NASA. Ο Chandra βλέπει στοιχεία για έναν πιθανό πλανήτη σε έναν άλλο γαλαξία. Διαθέσιμο online στο https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/ 

3. NASA. Επιστήμη – Αντικείμενα – Δυαδικά Αστέρια ακτίνων Χ. Διαθέσιμο online στο https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html  

4. Schwieterman E., Kiang N., et αϊ 2018. Exoplanet Biosignatures: A Review of Remotely Detectable Signs of Life. Astrobiology Vol. 18, Αρ. 6. Δημοσιεύτηκε στο Διαδίκτυο την 1η Ιουνίου 2018. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729