搜索 X 射線亮度降低現象,新方法可能首度發現銀河系外行星

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 29 日 15:34 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


雖然我們對系外行星這一名詞並不感到陌生,但迄今為止,幾乎已檢測到的數千顆系外行星距離地球都不到 3,000 光年,也就是說,它們皆位於銀河系內。現在,天文學家宣布首次發現候選銀河系外行星 M51-ULS-1b,如得到確認,將是人類已知的第一顆銀河系外行星。

探測系外行星是一項高難度任務,受距離與技術影響,系外行星難以直接成像探測,主要透過間接的行星凌日法或徑向速度法發現,前者指當行星經過母恆星前方(望遠鏡角度看過去)時,會因遮擋母恆星而使其光度呈週期性降低;後者指當大質量行星公轉軌道來到近日點時,會因重力相互作用導致母恆星晃動並出現微小速度變化,天文學家利用這些方法已確認發現 4,000 多顆系外行星。

但哈佛-史密松天體物理中心天文學家 Rosanne Di Stefano 團隊嘗試採取不同方法:觀察 X 射線雙星系統中的 X 射線亮度變化,找出系外行星候選目標。研究人員表示,這類系統產生明亮 X 射線的區域範圍很小,因此若有行星從前方經過,基本上會阻擋大部分或全部 X 射線輸出,因此更容易發現凌日。

團隊依此方法,利用錢卓拉 X 射線天文台(Chandra X-ray Observatory,CXO)與 XMM-牛頓衛星觀察了 M51 星系內 55 個系統、Messier 101 星系內 64 個系統、Messier 104 星系內 119 個系統,從中抓出距離我們約 2,300 萬光年的 M51-ULS-1 系統,出現一場持續約 3 小時的 X 射線凌日現象,此期間 X 射線亮度突然降低至零,然後再恢復正常。

研究人員認為造成凌日現象的對象是顆系外行星,命名 M51-ULS-1b,估計它的尺寸與土星一樣大,且圍繞著黑洞(或中子星)運行,軌道距離約為地球到太陽距離 10~100 倍

如果該發現得到後續研究證實,M51-ULS-1b 將成為第一顆已知的銀河系外行星(extragalactic planet),然而 M51-ULS-1b 軌道路徑表明未來 70 年它不會再次穿越該位置,短時間內天文學家可能難以驗收成果。

研究團隊表示,銀河系附近的 M31 星系和 M33 星系也是有趣觀察地點,方便天文學家觀察,有較多機會發現更多銀河系外行星。新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:NASA