Астрономы сообщают о возможном открытии первой планеты из-за пределов нашей галактики

Астрономы заметили след планеты размером с Сатурн в галактике, удаленной от нас на 30 миллионов световых лет. Кандидат в первые планеты, обнаруженные в другой галактике, был найден благодаря космической обсерватории «Чандра», работающей в рентгеновском диапазоне. Это интригующее наблюдение открывает новую область исследований и поиска экзопланет на больших расстояниях, чем когда-либо прежде.

Вероятный кандидат в экзопланеты был обнаружен с помощью рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Недавно обнаруженный объект находится в спиральной галактике Мессье 51 (М51), известной также как галактика Водоворот, благодаря своей характерной форме. Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy (DOI: 10.1038/s41550-021-01495-w).

Экзопланеты — это планеты за пределами нашей Солнечной системы. На сегодняшний день астрономы обнаружили более 4 000 таких объектов только в Млечном Пути, почти все они находятся на расстоянии менее 3 000 световых лет от Земли. М51 находится на расстоянии около 28 миллионов световых лет. Это означает, что она пересекает космос в тысячи раз дальше, чем все известные на сегодняшний день экзопланеты.

Новая область исследований

— Мы пытаемся открыть совершенно новую область исследований путем поиска других миров с помощью рентгеновских волн. «Наша стратегия позволяет обнаружить экзопланеты в других галактиках», — говорит Розанна ди Стефано из Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики в Кембридже, автор нового открытия.

Экзопланета была обнаружена с помощью транзитного метода. В этом методе измеряется яркость звезд для поиска небольших, регулярно тускнеющих блесков, которые могли быть вызваны обращением планеты вокруг звезды. Если плоскость орбиты планеты правильно выровнена с нашей линией зрения, такая планета будет периодически проходить перед своей звездой — совершать транзит, что вызовет периодическое уменьшение яркости. Благодаря такому анализу провалов в электромагнитном излучении были обнаружены тысячи планет.

Ди Стефано и его коллеги искали падения рентгеновской светимости в бинарных системах, которые обычно включают нейтронные звезды или черные дыры. В такой ситуации близлежащая материя перегревается и светится в рентгеновских лучах.

Планета, проходящая перед подобной двойной системой, может блокировать большую часть или все рентгеновские лучи, что облегчает наблюдение транзита. Это позволяет обнаруживать экзопланеты на гораздо больших расстояниях.

Новая планета в системе М51

Команда использовала рентгеновское излучение для обнаружения кандидата в экзопланеты в бинарной системе под названием M51-ULS-1, расположенной в галактике M51. Эта бинарная система включает в себя черную дыру или нейтронную звезду, вращающуюся вокруг звезды-компаньона с массой, примерно в 20 раз превышающей массу Солнца.

Рентгеновский транзит, который был обнаружен благодаря данным телескопа «Чандра», длился около трех часов. За это время рентгеновское излучение системы упало до нуля. Основываясь на полученной информации, ученые предполагают, что кандидат в экзопланеты в М51 будет размером с Сатурн и вращаться вокруг нейтронной звезды или черной дыры на расстоянии примерно в два раза большем, чем Сатурн от Солнца.

Хотя исследование очень интригующее, необходимо больше данных, чтобы можно было с уверенностью подтвердить существование экзопланеты за пределами Млечного Пути. К сожалению, большая орбита планеты-кандидата означает, что в следующий раз она пройдет перед своей звездой примерно через 70 лет.

— К сожалению, чтобы подтвердить, что мы видим планету, нам, вероятно, придется ждать десятилетия до следующего транзита», — говорит соавтор статьи Ниа Имара из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. — И поскольку мы не знаем, какой длины орбита, мы не можем точно определить, когда искать, добавляет она.

Много сомнений

Могло ли затемнение быть вызвано облаком газа и пыли, проходящим перед источником рентгеновского излучения? Ученые считают это маловероятным, поскольку характеристики события, наблюдаемого в М51, не согласуются с прохождением такого облака.

— Мы знаем, что делаем захватывающее и смелое заявление. Мы ожидаем, что другие астрономы очень внимательно изучат его», — говорит соавтор статьи Джулия Берндтссон из Принстонского университета в Нью-Джерси. — Мы считаем, что у нас есть веские аргументы», — добавляет она.

Если в этой системе существует планета, то у нее, вероятно, была бурная история и жестокое прошлое. Она должна была выжить после взрыва сверхновой, в результате которого образовалась нейтронная звезда или черная дыра. Его будущее также неопределенно. В какой-то момент звезда-компаньон может взорваться в виде сверхновой.

Источник: Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, фото: NASA/CXC/M. Вайс