För dem som är intresserade av rymdvetenskap - eller till och med science fiction - har astronomer varit fulla av fascinerande nyheter under de senaste åren. I takt med att tekniken förbättras har forskare kunnat upptäcka ännu fler himmelska objekt än vi någonsin föreställt oss, från kometer och asteroider som glider genom vårt solsystem till mörk materia och planeter som kretsar kring avlägsna stjärnor.
Nu har vi bevis på planeter långt bortom de vi någonsin har upptäckt tidigare. Men alla planeter vi har hittat genom vår avancerade teknologi har funnits i vår egen Vintergatans galax, tills nu det vill säga.
I en artikel publicerad 25 oktober 2021, i tidskriften Nature Astronomy, har ett team av astronomer och astrofysiker lagt fram en ny planetkandidat längre bort än vi någonsin sett tidigare. Den heter M51-ULS-1b och ligger i Messier 51, även kallad Whirlpool Galaxy. Även om människor kanske aldrig ser – eller ens bekräftar – existensen av M51-ULS-1b, banar till och med dess teoretiska verklighet vägen för fler upptäckter i rymdens djupa delar bortom allt som upptäckts tidigare.
InnehållI decennier har forskare använt data från jordbaserade teleskop och rymdteleskop för att hitta planeter bortom dem i vårt solsystem, kallade exoplaneter. Vanligtvis letar forskare efter en "transit"-händelse, när planetens omloppsbana tar den framför sin stjärna, ur vårt perspektiv. Transiter förekommer också i vårt solsystem; du kanske minns en av de senaste transiterna som inträffade 2019 när den lilla Merkurius passerade framför solen.
Beroende på planetens storlek i förhållande till stjärnan kommer en transithändelse att få stjärnans ljusstyrka att dämpas — även när stjärnan inte avger ljus längs den synliga våglängden; det är därför Chandra X-ray Observatory användes för att upptäcka denna nya planetariska kandidat.
I många fall kan forskare observera stjärnan dämpas och anta att en planet måste kretsa runt den stjärnan (eller stjärnorna, eftersom det finns cirkumbinära system där en planet eller planeter kretsar runt två stjärnor!). Dessa planetkandidater läggs fram för det vetenskapliga samfundet för att verifiera med ytterligare data, och har resulterat i mer än 4 000 bekräftade exoplaneter. Fram till denna punkt har varje föreslagen exoplanet varit belägen inom en liten region av vår egen galax, Vintergatan.
Det som gör detta nya dokument övertygande är förslaget att forskarna har en planetkandidat utanför Vintergatan — vägen utanför Vintergatan, faktiskt. Enligt deras forskning uppskattar astronomerna och astrofysikerna som är ansvariga för upptäckten av M51-ULS-1b att det är cirka 28 miljoner ljusår från jorden.
Forskare valde att titta utanför vårt galaktiska grannskap av två anledningar. För det första finns det en bättre sannolikhet att upptäcka en planetkandidat med hjälp av en röntgentransiteringsteknik, eftersom röntgenkällor upptar ett mindre fysiskt utrymme och därför är mer benägna att bli helt skymd under en transitering.
"Dr. Di Stefano och Dr. Imara föreslog först att söka efter röntgenkällor med flera mål i åtanke", säger Theron Carmichael, en av tidningens författare, som talar på uppdrag av teamet. "En av dem var att söka efter potentiella planetvärdiga röntgenbinärer eftersom dessa binärer är fysiskt tillräckligt små så att en planet helt skulle kunna förmörka deras röntgensignaler."
Det andra skälet var praktiskt:Teamet hade tillgång till Chandra X-ray Observatory vid en tidpunkt då observatoriet riktades mot ett område i rymden där det fanns massor av datapunkter. "Fokus utanför Vintergatan berodde på antalet röntgenkällor inom synfältet för Chandra-observatoriet", förklarar Carmichael. "Detta gjorde saker bekvämare att observera genom att tillåta fokus på ett område på himlen och inte behöva rikta teleskopet på väldigt olika platser på himlen."
Även om det verkligen finns röntgenkällor inom Vintergatans galax, "är nu inte medvetna om några nya exoplanetkandidater som kretsar kring röntgenkällor i Vintergatan", säger Carmichael. "Denna teknik är verkligen tillämpbar på röntgenkällor inom Vintergatan." Och kanske nu kommer forskare att bli inspirerade att titta när deras tur kommer till Chandra.
Tyvärr, på grund av denna planets enorma avstånd från jorden och unika systemsammansättning, kommer det att ta lång tid att verifiera om M51-ULS-1b faktiskt finns där. Närmare bestämt kretsar M51-ULS-1b om två stjärnor:en neutronstjärna eller svart hål (astronomer är inte säkra på exakt vilket) som avger de röntgenstrålar som observerats dimmande under transiteringen, och en följeslagningsstjärna som är 20 gånger vår egen massa sön.
Planetkandidaten kretsar runt båda av dessa himmelska objekt - vilket gör det cirkumbinärt - och det tar ungefär 70 år att göra en omloppsbana. Så nästa gång en transitering kan vara synlig skulle vara flera decennier från nu.
"Eftersom nästa transithändelse är så osäker (det kan vara så snart som decennier från nu, eller mycket längre), finns det inga planer på att ta upp observationer av just denna planetkandidat", säger Carmichael. "Istället är nya röntgenobservationer och arkivdata från tidigare observationer mer lättillgängliga för att söka efter fler planetkandidater som denna."
Så även om förekomsten av M51-ULS-1b aldrig kan verifieras, planerar forskare att använda den som inspiration för att söka efter andra planetariska kandidater som den långt bortom gränserna för vår galax, och kanske till och med inom den.
Nu är det intressantLiksom alla exoplanetära kandidater har denna ett komplext namn, M51-ULS-1b, som hjälper astronomer att förstå dess läge (galax M51) och system. Forskarna skulle vilja föreslå en ny term för att beskriva planeter som M51-ULS-1b:extroplanet. "På grund av den unika naturen hos denna planet som ligger utanför Vintergatan, gillar vi termen extroplanet (en kombination av "extragalactic" och "planet")", säger Carmichael, en av personerna som upptäckte historiens första extroplanet.
