Η πρώτη απόδειξη ενός πλανήτη ο οποίος αναγνωρίστηκε ότι βρίσκεται πέρα από τον Γαλαξία μας
Σημάδια ενός πλανήτη ο οποίος διαβαίνει μπροστά από ένα αστέρι έξω από τον Γαλαξία μπορεί να έχει εντοπιστεί για πρώτη φορά. Αυτό το συναρπαστικό αποτέλεσμα έγινε εφικτό, χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra της NASA, ανοίγοντας όσο ποτέ άλλοτε, ένα νέο παράθυρο για αναζήτηση εξωπλανητών σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
Καλλιτεχνική απεικόνιση του πρώτου υποψήφιου εξωηλιακού πλανήτη ο οποίος εντοπίστηκε εκτός του Γαλαξία μας να απεικονίζεται δίπλα στον γαλαξία M51. Μια σύνθετη εικόνα του M51 με ακτίνες Χ από το ΔΤ Chandra και οπτικό φως από το ΔΤHubble της NASA , και περιέχει ένα ένθετο πλαίσιο που επισημαίνει τη θέση του πιθανού υποψήφιου πλανήτη. Συντελεστές: Στις ακτίνες-Χ: NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et al, Στο Οπτικό: NASA/ESA/STScI/Grendler
------------Συνοπτικά-----------
Εξωγαλαξιακός πλανήτης;
Οι αστρονόμοι βρήκαν στοιχεία για έναν πιθανό υποψήφιο πλανήτη στον γαλαξία M51 ("Γαλαξία Δίνη αγγλ.Whirlpool"), ο οποίος πιθανώς αντιπροσωπεύει τον πρώτο πλανήτη που φαίνεται να διέρχεται από ένα αστέρι έξω από τον Γαλαξία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra της NASA για να ανιχνεύσουν τη μείωση των ακτίνων Χ από ένα "δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ", ένα σύστημα όπου ένα αστέρι σαν τον Ήλιο μας βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα.
Πού: γαλαξίας M51, στον αστερισμό Κύνες Θηρευτικοί (Canes Venatic)
Πόσο μακριά: Περίπου 28 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Ο πιθανός αυτός υποψήφιος εξωπλανήτης βρίσκεται στον σπειροειδή γαλαξία Messier 51 (M51), που ονομάζεται επίσης Γαλαξίας της Δίνης (Whirlpool Galaxy) λόγω του χαρακτηριστικού του σχήματος.
Οι εξωπλανήτες ή εξωηλιακοί πλανήτες ορίζονται ως πλανήτες εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος. Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει όλους τους άλλους γνωστούς εξωπλανήτες και υποψήφιους εξωπλανήτες στον Γαλαξία μας, να βρίσκονται σχεδόν όλοι σε απόσταση μικρότερη από περίπου 3.000 έτη φωτός από τη Γη. Ένας εξωπλανήτης λοιπόν στον γαλαξία M51 θα ήταν περίπου 28 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, που σημαίνει ότι θα ήταν χιλιάδες φορές πιο μακριά από εκείνους που υπάρχουν στον Γαλαξία.
"Προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ενα εντελώς νέα πεδίο για την εύρεση άλλων κόσμων αναζητώντας υποψήφιους πλανήτες σε μήκη κύματος ακτίνων Χ, μια στρατηγική που καθιστά δυνατή την ανακάλυψή τους σε άλλους γαλαξίες", δήλωσε η Rosanne Di Stefano του Κέντρου Αστροφυσικής | Harvard & Smithsonian (CfA) στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης, οι οποίοι ηγήθηκαν της μελέτης, και η οποία δημοσιεύτηκε χθες στο επιστημονικό περιοδικό Nature Astronomy.
Το νέο αυτό αποτέλεσμα βασίζεται στις λεγόμενες πλανητικές διελεύσεις, φαινόμενα στα οποία το πέρασμα ενός πλανήτη μπροστά από ένα αστέρι μπλοκάρει μέρος του φωτός του αστεριού με αποτέλεσμα η φαινόμενη λαμπρότητα του αστεριού αυτού να σημειώσει μια χαρακτηριστική βύθιση στη φωτεινότητά του. Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν τόσο επίγεια όσο και διαστημικά τηλεσκόπια –όπως αυτά στις αποστολές Kepler και TESS της NASA– έχουν αναζητήσει βυθίσεις στο οπτικό φως, την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εκείνη που μπορούν να δουν οι άνθρωποι, επιτρέποντας την ανακάλυψη χιλιάδων πλανητών.
Η Rosanne Di Stefano και οι συνεργάτες της αντ' αυτού ερευνούσαν για βυθίσεις στη φωτεινότητα των ακτίνων-Χ που λαμβάνονται από φωτεινά δυαδικά συστήματα που εκπέμπουν ακτίνες Χ. Αυτά τα φωτεινά συστήματα τυπικά περιέχουν ένα αστέρα νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα που τραβάει αέριο από ένα συνοδό αστέρι και τα οποία βρίσκονται σε κοντινή τροχιά. Το υλικό κοντά στο αστέρι νετρονίων ή τη μαύρη τρύπα υπερθερμαίνεται και ακτινοβολεί στις ακτίνες Χ.
Επειδή η περιοχή που παράγει φωτεινές* ακτίνες Χ είναι μικρή, ένας πλανήτης που περνά μπροστά του θα μπορούσε να μπλοκάρει τις περισσότερες ή όλες τις ακτίνες Χ, καθιστώντας τη διέλευση ευκολότερη να εντοπιστεί επειδή οι ακτίνες Χ μπορούν να εξαφανιστούν εντελώς από αυτό το γεγονός. Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει την ανίχνευση εξωπλανητών σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις από τις τρέχουσες μελέτες και έρευνες σχετικά με τις διελεύσεις στο ορατό φωτός, οι οποίες έρευνες θα πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν μικροσκοπικές μειώσεις στο φως επειδή ο πλανήτης μπλοκάρει μόνο ένα μικροσκοπικό τμήμα από το φως του άστρου.
Η ομάδα χρησιμοποίησε αυτή τη μέθοδο για να ανιχνεύσει τον υποψήφιο αυτό εξωπλανήτη σε ένα δυαδικό σύστημα που ονομάζεται M51-ULS-1, το οποίο όπως είπαμε βρίσκεται στο γαλαξία M51. Αυτό το δυαδικό σύστημα περιέχει μια μαύρη τρύπα ή ένα αστέρι νετρονίων που περιστρέφεται γύρω από ένα συνοδό αστέρι με μάζα περίπου 20 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Η διέλευση στις ακτίνες Χ που βρήκαν χρησιμοποιώντας δεδομένα από το ΔΤChandra, διήρκεσε περίπου τρεις ώρες, κατά τη διάρκεια των οποίων η εκπομπή ακτίνων Χ μειώθηκε στο μηδέν. Με βάση αυτές και άλλες πληροφορίες, οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο υποψήφιος εξωπλανήτης στο αστρικό σύστημα M51-ULS-1 θα έχει περίπου το μέγεθος του πλανήτη Κρόνου και θα περιστρέφεται γύρω από το αστέρι νετρονίων ή τη μαύρη τρύπα σε περίπου διπλάσια απόσταση από οσο απέχει** ο Κρόνος από τον Ήλιο.
Αν και αυτή είναι μια δελεαστική μελέτη, θα χρειαστούν περισσότερα δεδομένα για να επαληθευτεί η απόδοσή του ως εξωγαλαξιακός εξωπλανήτης. Πρόκληση αποτελεί το γεγονός ότι η τροχιά του υποψήφιου πλανήτη είναι μεγάλη, πράγμα που σημαίνει ότι δεν θα περνούσε ξανά μπροστά από τον δυαδικό συνεργάτη του για περίπου 70 χρόνια, εμποδίζοντας κάθε προσπάθεια για επιβεβαιωτική παρατήρηση για δεκαετίες.
"Δυστυχώς για να επιβεβαιώσουμε ότι βλέπουμε έναν πλανήτη, πιθανότατα θα πρέπει να περιμένουμε δεκαετίες για να δούμε μια άλλη διέλευση", δήλωσε η συν-συγγραφέας Nia Imara του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ. "Και λόγω των αβεβαιοτήτων σχετικά με το πόσο χρόνο χρειάζεται για να εκτελέσει τη τροχιά του, δεν θα ξέραμε ακριβώς πότε να τον παρατηρήσουμε".
Μπορεί η μείωση αυτή να έχει προκληθεί από ένα νέφος αερίου και σκόνης που περνά μπροστά από την πηγή ακτίνων-Χ. Οι ερευνητές θεωρούν ότι αυτή είναι μια απίθανη εξήγηση, καθώς τα χαρακτηριστικά του γεγονότος που παρατηρήθηκε στο M51-ULS-1 δεν συνάδουν με τη διέλευση ενός τέτοιου νέφους. Το μοντέλο ενός υποψήφιου πλανήτη είναι, ωστόσο, συνεπές με τα δεδομένα.
"Γνωρίζουμε ότι κάνουμε έναν συναρπαστικό και τολμηρό ισχυρισμό, επομένως αναμένουμε ότι και άλλοι αστρονόμοι θα το εξετάσουν πολύ προσεκτικά", δήλωσε η συν-συγγραφέας Julia Berndtsson του Πανεπιστημίου Princeton στο Νιου Τζέρσεϋ. "Πιστεύουμε ότι έχουμε ένα ισχυρό επιχείρημα και η διαδικασία αυτή είναι ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί η επιστήμη".
Εάν υπάρχει ένας πλανήτης σε αυτό το σύστημα, πιθανότατα είχε μια ταραχώδη ιστορία και βίαιο παρελθόν. Ένας εξωπλανήτης στο σύστημα αυτό θα έπρεπε να επιβιώσει από μια έκρηξη υπερκαινοφανή που δημιούργησε το αστέρι νετρονίων ή τη μαύρη τρύπα. Το μέλλον του μπορεί επίσης να είναι επικίνδυνο. Κάποια στιγμή ο συνοδός αστέρας θα μπορούσε επίσης να εκραγεί ως υπερκαινοφανής και να ανατινάξει τον πλανήτη για άλλη μια φορά με εξαιρετικά υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας.
Η Di Stefano και οι συνεργάτες της αναζήτησαν διελεύσεις ακτίνων Χ σε τρεις γαλαξίες πέρα από τον Γαλαξία μας, χρησιμοποιώντας τόσο το ΔΤ Chandra όσο και το ΔΤ XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Η αναζήτησή τους κάλυψε 55 συστήματα στον M51, 64 συστήματα στον Messier 101 (τον γαλαξία «Pinwheel») και 119 συστήματα στον Messier 104 (τον γαλαξία «Sombrero»), με αποτέλεσμα να έχουν μέχρι τώρα τον μοναδικό υποψήφιο εξωπλανήτη που περιγράφεται εδώ.
Οι συγγραφείς θα ερευνήσουν στα αρχεία τόσο του ΔΤ Chandra όσο και του ΔΤ XMM-Newton για περισσότερους υποψήφιους εξωπλανήτες σε άλλους γαλαξίες. Σημαντικά σύνολα δεδομένων του ΔΤ Chandra είναι διαθέσιμα για τουλάχιστον 20 γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων όπως ο M31 και ο M33 που είναι πολύ πιο κοντά στη Γη από τον M51, επιτρέποντας την ανίχνευση μικρότερων διελεύσεων. Μια άλλη ενδιαφέρουσα γραμμή έρευνας είναι η αναζήτηση για διελεύσεις πλανητών στις ακτίνες-Χ σε πηγές ακτίνων Χ του Γαλαξία μας για την ανακάλυψη νέων κοντινών πλανητών σε ασυνήθιστα περιβάλλοντα.
Οι άλλοι συγγραφείς αυτού του paper που δημοσιεύτηκε όπως είπαμε και πιο πάνω στο επιστημονικό περιοδικό Nature Astronomy είναι οι Ryan Urquhart (Κρατικό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν), Roberto Soria (Πανεπιστήμιο της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών), Vinay Kashap (CfA) και Theron Carmichael (CfA). Το Marshall Space Flight Center της NASA διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra. Το κέντρο ακτίνων Χ Chandra του Αστροφυσικού Παρατηρητηρίου Smithsonian ελέγχει την επιστήμη από το Cambridge της Μασαχουσέτης και τις πτητικές λειτουργίες από το Burlington της Μασαχουσέτης.
-------------------------------------Επεξηγήσεις-------------------------------------
*Με τον όρο φωτεινό εννοούμε τη φωτεινότητα του αντικειμένου σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα ορατό ή όχι από την ανθρώπινη όραση.
**Από μια μέση απόσταση 886 εκατομμυρίων μιλίων (1,4 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα), ο Κρόνος απέχει 9,5 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο. Μια αστρονομική μονάδα (συντομογραφία AΜ), είναι η απόσταση από τον Ήλιο στη Γη. Από αυτή την απόσταση, το ηλιακό φως χρειάζεται 80 λεπτά για να ταξιδέψει από τον Ήλιο στον Κρόνο.
-------------------------------------
Πηγή: exoplanets.nasa.gov