Ανακάλυψη του πρώτου εξωπλανήτης υποψήφιος σε δυαδικές ακτίνες Χ M51-ULS-1 στη σπείρα γαλαξίας Messier 51 (M51), που ονομάζεται επίσης Whirlpool γαλαξίας Η χρήση της τεχνικής διαμετακόμισης με την παρατήρηση βυθίσεων στη φωτεινότητα σε μήκη κύματος ακτίνων Χ (αντί για οπτικά μήκη κύματος) είναι απαράδεκτη και αλλάζει το παιχνίδι γιατί ξεπερνά τον περιορισμό της παρατήρησης βυθίσεων στη φωτεινότητα σε οπτικά μήκη κύματος και ανοίγει τη λεωφόρο για την αναζήτηση εξωπλανήτες σε εξωτερικούς γαλαξίες. Ανίχνευση και χαρακτηρισμός των πλανήτες στους εξωτερικούς γαλαξίες έχει σημαντικές επιπτώσεις στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής.
«Μα πού είναι όλοι;" Ο Φέρμι είχε ξεφύγει, πολύ πίσω το καλοκαίρι του 1950, σκεπτόμενος γιατί δεν υπάρχουν στοιχεία για εξωγήινη ζωή (ET) στο χώρος παρά τη μεγάλη πιθανότητα ύπαρξής του. Τρία τέταρτα του αιώνα μετά από αυτή τη διάσημη γραμμή, ακόμα δεν υπάρχουν στοιχεία για ύπαρξη ζωής πουθενά έξω από τη Γη, αλλά η αναζήτηση συνεχίζεται και ένα από τα βασικά στοιχεία αυτής της αναζήτησης είναι η ανίχνευση πλανήτες εκτός ηλιακού συστήματος και ο χαρακτηρισμός του για πιθανές υπογραφές ζωής.
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 ήταν γνωστό ότι ανακαλύφθηκε έξω από τον Γαλαξία. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχουν στοιχεία που να υποστηρίζουν την ιδέα της παρουσίας πλανητικού συστήματος σε οποιοδήποτε εξωτερικό γαλαξίας.
Οι επιστήμονες ανέφεραν τώρα ανακάλυψη μιας πιθανής εξωπλανήτης υποψήφιος σε εξωτερικό γαλαξίας για πρώτη φορά. Αυτό το εξωηλιακό πλανήτης βρίσκεται στη σπείρα γαλαξίας Messier 51 (M51), που ονομάζεται επίσης Whirlpool γαλαξίας, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 28 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά από το σπίτι γαλαξίας Γαλαξίας.
Συνήθως, α πλανήτης ανιχνεύεται μέσω της παρατήρησης της έκλειψης που παράγει όταν διέρχεται από μπροστά της αστέρι ενώ σε τροχιά γύρω μπλοκάροντας έτσι το φως που εκπέμπεται από το αστέρι (τεχνική διέλευσης). Αυτό το γεγονός παρατηρείται ως προσωρινή εξασθένιση του αστεριού. Αναζήτηση για ένα εξωπλανήτης περιλαμβάνει την αναζήτηση βυθίσεων υπό το φως του α αστέρι. Η άλλη μέθοδος ανίχνευσης του πλανήτες είναι με ακτινικές μετρήσεις ταχύτητας. Ολα εξωπλανήτες έχουν ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας αυτές τις τεχνικές στον εγχώριο γαλαξία μας σε σχετικά μικρές ενδογαλαξιακές αποστάσεις στην περιοχή των 3000 ετών φωτός.
Ωστόσο, αναζήτηση βυθίσεων στο φως σε μεγαλύτερες διαγαλαξιακές αποστάσεις για ανίχνευση εξωπλανήτες έξω από τον Γαλαξία είναι ένα δύσκολο έργο επειδή ένας εξωτερικός γαλαξίας καταλαμβάνει μια μικρή περιοχή στον ουρανό και η υψηλή πυκνότητα αστέρια δεν επιτρέπει τη μελέτη ενός μεμονωμένου αστεριού με επαρκείς λεπτομέρειες ώστε να είναι δυνατή η ανίχνευση των υπογραφών του α πλανήτης. Ως αποτέλεσμα, η αναζήτηση σε οπτικό μήκος κύματος σε έναν εξωτερικό γαλαξία δεν ήταν εφικτή μέχρι τώρα και όχι εξωπλανήτης έξω από το σπίτι μας γαλαξία θα μπορούσε να ανακαλυφθεί. Η πιο πρόσφατη έρευνα είναι πρωτοποριακή και αλλάζει το παιχνίδι γιατί φαινομενικά ξεπερνά αυτόν τον περιορισμό παρατηρώντας πτώσεις στη φωτεινότητα στα μήκη κύματος ακτίνων Χ (αντί για οπτικά μήκη κύματος) και ανοίγει τη λεωφόρο για την αναζήτηση εξωπλανήτες σε άλλους γαλαξίες.
Τα δυαδικά ψηφία ακτίνων Χ (XRB) στους εξωτερικούς γαλαξίες θεωρούνται ιδανικά για την αναζήτηση εξωπλανήτες. Αυτά (δηλαδή, τα XRB) είναι μια κατηγορία δυαδικών αστέρια που αποτελείται από ένα κανονικό αστέρι και ένα αστέρι που κατέρρευσε σαν λευκός νάνος ή α 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).
Με μια ιδέα για ανίχνευση πλανήτες σε τροχιά Δυαδικά ακτίνων Χ (XRBs), η ερευνητική ομάδα αναζήτησε βυθίσεις στη φωτεινότητα των ακτίνων Χ που ελήφθη από τα φωτεινά δυαδικά ακτίνων Χ (XRBs) σε τρεις εξωτερικούς γαλαξίες, τον M51, τον M101 και τον 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.
Αυτή η μελέτη είναι επίσης νέα για τη διεξαγωγή της έρευνας εξωπλανήτες με επιτυχία για πρώτη φορά σε μήκος κύματος ακτίνων Χ. Στο ευρύτερο επίπεδο, αυτό το ορόσημο ανακάλυψη of εξωπλανήτης εκτός του οικιακού μας γαλαξία διευρύνει το πεδίο αναζήτησης του εξωπλανήτες σε άλλους εξωτερικούς γαλαξίες, κάτι που έχει επιπτώσεις στην αναζήτηση εξωγήινης ευφυούς ζωής.
***
Πηγές:
- 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
- NASA. Ο Chandra βλέπει στοιχεία για έναν πιθανό πλανήτη σε έναν άλλο γαλαξία. Διαθέσιμο online στο https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/
- NASA. Επιστήμη – Αντικείμενα – Δυαδικά Αστέρια ακτίνων Χ. Διαθέσιμο online στο https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html
- 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
