בהישג מדהים, אסטרונומים מציגים עדויות על כוכב לכת חוץ-גלקטי

תמונת האבל של מסייר 51. (NASA, ESA, S. Beckwith/STScI & Hubble Heritage Team/STScI/AURA)

בגלקסיה במרחק של 31 מיליון שנות אור, אסטרונומים מאמינים שזה עתה מצאו עדויות לכוכב לכת.

לאחר מאמץ מחקר קפדני שסרק אלפי אותות, צוות בראשות רוזאן די סטפנו ממרכז הרווארד אנד סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה קבע שצניחה עצומה באור רנטגן מגלקסיית המערבולת מוסברת בצורה הטובה ביותר על ידי כוכב לכת חוץ-גלקטי.

החוקרים כינו את כוכב הלכת החיצוני הזה M51-ULS-1b, וגילויו עשוי לשנות את הדרך בה אנו מחפשים כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש - בשביל החלב, ומעבר לו.



'אנחנו מרגישים שזכינו לתרום את היצירה הזו', אמר די סטפנו ל-Energyeffic.

'זה מדגים שיטה חדשה שיכולה לשמש את הקהילה כדי למצוא כוכבי לכת חדשים הן בשביל החלב והן בגלקסיות אחרות. ואנחנו מרגישים צנועים בקשר לעובדה שגילוי של כוכב חוץ מועמד בגלקסיה אחרת מחבר את העבודה הזו עם היסטוריה ארוכה ומעניינת״.

רנטגן בינארי M51-ULS-1 לפני ובמהלכו. (Di Stefano et al., Nat. Astron., 2021)

זיהוי כוכבי לכת חיצוניים בגלקסיית שביל החלב הוא מאתגר מספיק. רוב הזמן, אנו קובעים את נוכחותם של כוכבי לכת המקיפים את כוכבי שביל החלב על ידי היסק - על ידי ראיית ההשפעה שיש להם על הכוכב עצמו, במקום זיהוי ישיר של כוכב הלכת החיצוני.

אחת מהשיטות הללו היא שיטת המעבר. כאשר כוכב הלכת החיצוני חולף בינינו לבין הכוכב שלו כשהוא מסתובב, אנו יכולים לזהות שינויים קלושים בבהירות הכוכב, הידועים כעקומת אור. זה נקרא מעבר, מכיוון שהוא לא חוסם לחלוטין את אור הכוכב (אפילו לא קרוב, במקרה של מעברים אקסופלנטריים!).

ב מאמר משנת 2018 , די סטפנו ועמיתתה ניה אימארה הראו שלכוכב הלכת החיצוני יכולה להיות השפעה שונה על סוג של כוכב בינארי הנקרא רנטגן בינארי . אלו הם זוגות של כוכבים כל כך קרובים זה לזה שאחד מהם שואב וצובר חומר מהשני, תהליך שמייצר קרינת רנטגן. למרות שהם בהירים, הכוכבים הצוברים הללו הם בדרך כלל קטנים פיזית, כוכבי נויטרונים או מסה כוכבית חורים שחורים . גודל קטן זה יכול לאפשר ליקוי מלא או כמעט מוחלט של קרינת ה-X.

'כמובן שלא ידענו אם כוכבי לכת בדרך כלל מקיפים בינאריים של קרני רנטגן, אבל היו כמה סיבות לחשוב שזה הגיוני לחפש אותם', אמר די סטפנו.

״החיפוש דורש הרבה מאוד זמן והקפדה, במיוחד כדי למצוא דוגמה ראשונה, שצריך להיבדק ולבחון בקפידה במיוחד. בקיץ הבא היו לי כמה סטודנטים אורחים שעבדו איתי והשתתפותם סיפקה הזדמנות טובה להתחיל את החיפוש״.

הצוות השתמש בתצפיות של שלוש גלקסיות - גלקסיית המערבולת (M51), גלקסיית השבבים (M101) וגלקסיית הסומבררו (M104) - שצולמו באמצעות שני מצפי רנטגן בחלל, צ'נדרה ו-XMM-ניוטון. מהתצפיות הללו, החוקרים חילצו 2,624 עקומות אור בינאריות של קרני רנטגן, והתחילו לעבוד בחיפוש אחר ליקוי חוץ-פלנטרי.

עם זאת, מבין אלפי האותות, רק אחד היה עקבי עם מה שהצוות חיפש. זה היה תא רנטגן בינארי בהיר במיוחד בשם M51-ULS-1, המורכב מחפץ קטן צפוף במיוחד (לא ברור אם זה חור שחור או א כוכב ניטרונים ) ובן לוויה מסיבי, כגון כוכב חם ובהיר מסוג B.

עקומת אור הליקוי המוצגת על ידי M51-ULS-1. (Di Stefano et. al., Nat. Astron., 2021)

במהלך התצפיות, בהירות הכוכב נשארה פחות או יותר קבועה - למעט תקופה של שלוש שעות שבה הכהה. יתרה מכך, רמות הבהירות שלו לפני ואחרי הטבילה באור היו זהות, מה שמרמז שמה שגרם לעמעום היה משהו חיצוני, לא אינטראקציה בתוך הקשר הבינארי.

השלב הבא היה לקבוע מה יכולה להיות ההשפעה החיצונית הזו. הצוות שקל בקפידה אפשרויות כמו כוכבים קטנים אחרים וגמדים חומים, תוך שימת לב מיוחדת לענני גז, הנפוצים בקבצים בינאריים של קרני רנטגן.

בסופו של דבר, הם קבעו שההתאמה הטובה ביותר לנתונים שלהם היא כוכב הלכת חוץ בגודל של שבתאי, המקיף את הבינארי במרחק של עשרות יחידות אסטרונומיות.

״ההתרגשות נבנתה לאט,״ אמר די סטפנו.

״בהתחלה זיהינו את האפשרות המסקרנת, אבל היו הרבה סיבות להיות זהירים. היינו צריכים לשקול היטב את כל החלופות, והניתוח המלא כלל כמה חלקים שונים, שכל אחד מהם היה צריך להראות עקביות עם פרשנות של כוכב לכת, ולשלול אפשרויות אחרות.'

אין זה סביר שהמועמד לכוכב הלכת האקסטרו יאושר. זה בדרך כלל לוקח כמה נפילות בבהירות במרווחים קבועים, ובמרחק ההקפה שלו, ל-M51-ULS-1b לוקח יותר מדי זמן להקיף את הכוכבים שלו. אבל, אמר די סטפנו, כל הנתונים הזמינים תואמים למה שהיינו רואים מכוכב חוץ שמסתובב.

הדרך לאשר את הגילוי הזה תהיה לזהות יותר ליקויי רנטגן, גם בתוך שביל החלב וגם בלי. אבל לאחר שביצע זיהוי אחד, אחר נראה רק עניין של זמן.

'עבודה זו מדגימה שיטה חדשה עם פוטנציאל לגלות כוכבי לכת במגוון רחב של מערכות המארחות מקורות קרני רנטגן', כתבו החוקרים במאמרם .

'מכיוון שניתן לזהות את מקורות קרני הרנטגן המאירים ביותר בגלקסיות חיצוניות, החיפוש אחר כוכבי לכת חוץ, כוכבי לכת במסלולים הממוקמים מחוץ לשביל החלב, הפך כעת למפעל ריאלי ומעשי.'

המחקר פורסם ב אסטרונומיה של הטבע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.