可能有颗土星大小的系外行星潜伏在2800万光年外的涡状星系M51中 - {$web_name} 后者的重力如此之强

或许有颗土星大小的系外行星潜伏在2800万光年外的涡状星系M51中
（神秘的地球uux.cn报导）据美国全国地理（撰文：MICHAEL GRESHKO 编译：邱彦纶）：有个奇特的X射线讯号暗示，或许有颗土星大小的行星潜伏在2800万光年外的涡状星系中，若结局属实，这将会是此星系的第一颗已知行星。
大约2800万年前，在遥远的关于友情，我想说：破镜重圆涡状星系（Whirlpool Galaxy）中，有颗蓝色的超巨星正历程彻底的悲惨命运。
这颗年轻而巨大的恒星与贪婪的伙伴──或许是黑洞或致密的中子星──陷入了重力之舞，后者的重力如此之强，就像吸血鬼一样吸食着这颗恒星的外表。当恒星的电浆被剥离时，发出的X射线要比我们的太阳亮100万倍。
有个天体在这个遥远的指南对比X射线源和我们的太阳系之间经由，从我们的角度来看，它挡住了X射线源达数小时之久。由于光线需要相当久的时间才能研究如此惊人的距离，直到 2012 年，绕行地球管理的X射线望远镜才察觉讯号强度的下降。如今有一组科学家团队正论证这个遮掩X射线的神秘天体或许是颗行星──是迄今察觉过最遥远、最极端的行星之一。
这项探究发表在10月25日出版的《自然天文学》（Nature Astronomy）期刊上，由天文物理学家罗珊．迪斯蒂法诺（Rosanne Di Stefano）领军的探究人员觉得，涡状星系内的X射线双星操控系统M51-ULS-1或许拥有一颗与土星大小相近的行星，它的轨道与母恒星的距离相当于天王星绕行太阳的轨道。
假如这颗行星的热搜话题速递确存在，M51-ULS-1将代表我们首度在另一个星系精准定位拥有「银河系外行星」（extroplanet，即在我们母星系银河系之外所察觉的行星）的恒星操控系统。
「这个候选行星──没错，我们应该暂称它为候选行星──位处另一个星系的事实让我大吃一惊。」哈佛－史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的探究员迪斯蒂法诺强调：「这件事的本质让我感到兴奋，却也在某种价值上感到渺小。」
由于尚未获得证实，M51-ULS-1操控系统内的这颗疑似行星仍只是「候选者」，还需天文学家观测X射线亮度的多次周期性下降──这是行星围绕光源管理的显著迹象。但是，据估计这个天体的轨道需要数十年才能达成，这代表或许需要几个世纪才能目睹多次额外的本周今日悬疑片，未来走向备受关注亮度下降。
并未参与此项探究的麻省理工学院系外行星探究员克里斯．伯克（Chris Burke）强调：「这有点像看棒球比赛的第一球……我们已然得知了一些东西，但还不得知结局。」
尽管如此，用来察觉这个讯号的技术提供了一种在遥远星系中寻找行星的新方法。这项探究还显示，行星可以在比先前觉得更极端的恒星操控系统中生存。伯克说：「这或许为理解行星形成开辟了一个新的参数空间。」
银河系之外的全球
天文学家用来在银河系内寻找系外行星的首要方法，含有观察被行星环绕的恒星，但当这些技术使用于其他星系时，效果要差得多。 「假如距离远1000倍，你获得的光子就会少100万倍。」迪斯蒂法诺说：「这是个很大的考验。」
直到如今，天文学家都仰赖「重力透镜效应」（gravitational lensing）在银河系以外的星系内寻找行星，这种是恒星等大型天体扭曲周围时空而使入射光偏折的现象。从我们的角度来看，假如有颗恒星碰巧从地球和更远的光源之间经过，那么这颗恒星可以暂时放大遥远的光源，从而形成称为「微透镜事情」（microlensing event）的闪光。
假如一颗恒星的周围有行星绕行，那么这些行星会作用该恒星重力透镜的形状，就像在摄像机镜头上添加一小块玻璃会使图像微妙地扭曲一样。天文学家可以在微透镜事情期间侦测到这些转变，并以此推断形成微透镜事情的恒星周围是否有行星存在。
到当下为止，科学家已然藉由这种方法察觉在银河系内察觉了118颗行星，以及一颗在银河系外的候选行星。 2004年，探究仙女座星系（Andromeda Galaxy）的科学家亮相他们察觉了一个不寻常的微透镜讯号，2009年的一项后续探究显示，这个讯号或许来自一颗有行星环绕的恒星。
但这种方法只能透露相当少许有关恒星或绕行行星的详情，距离遥远的状况下尤是如此。仙女座星系的那个讯号在望远镜摄像机感测器内只占了单一个分辨率。
2018年，迪斯蒂法诺和当下任职于加州大学圣克鲁兹分校的哈佛博士后探究员尼亚．伊马拉（Nia Imara） 提出了另一种在银河系外寻找行星的方法：在X射线双星操控系统（x-ray binary）中寻找。
当一对密近恒星彼此绕行，其中一颗恒星死亡并塌缩成黑洞或中子星这样的极致密恒星残骸，就会形成X射线双星。塌缩天体的巨大重力相当猛烈地撕扯伴星上的物质，所以该操控系统会发出明亮的X射线。
假如一颗行星能在这种混乱的生态中存活下来，它的轨道或许会恰好在地球和X射线源之间经过，从而揭露这颗行星的存在。
极端生态下的行星
2018年夏天，迪斯蒂法诺、伊马拉和他们的同仁确定对美国航太总署（NASA） 的钱卓X射线太空望远镜（Chandra X-ray Observatory）和欧洲太空总署的XMM-牛顿望远镜（XMM-Newton telescope）的公开观测资料库中开展搜寻，寻找X射线双星讯号的波动。他们不久就察觉了来自M51-ULS-1的候选讯号。
探究人员接着检查了行星以外的其他天体，是否可以阐释M51-ULS-1的变暗情形，由于X射线双星的亮度会发生波动。但到当下为止，这些替代阐释都站不住脚。
在2012年的讯号中，所有能量源的X射线都变暗到差不多为零──这强烈暗示着一个不透明的固态天体挡住了观察的视线。探究人员觉得假如遮挡的天体是一团尘埃云，那至少会让一些X射线经由。
假如遮挡的天体是颗恒星，那这反而会变成一个重力透镜，让双星在凌日过程中变得更亮，而不是像观察到的那样变暗。并且M51-ULS-1很有或许太年轻，无法容纳合适大小的「棕矮星」（brown dwarf）──比气态巨行星大但比恒星小的天体──来阐释观测结局。
假如的确有颗行星存在于M51-ULS-1中，那它已然顺利地在一个相当猛烈、相当年轻的操控系统中生存了下来。伯克强调：「这个操控系统内已然有太多促销，要在此处形成行星太疯狂了。」
若能在更多X射线双星操控系统周遭探测到更多行星，或将有助揭露恒星操控系统形成行星是多么轻松。一方面，迪斯蒂法诺很高兴目睹探究人员将她们团队的方法使用在更多公开的X射线资料库，含有银河系内的X射线双星资料。
「这开辟了一个相当广阔的领域，」她说： 「我的期盼是人类的科学进展会所以腾飞。」