搜索X射线亮度降低现象,新方法可能首度发现银河系外行星

虽然我们对系外行星这一名词并不感到陌生,但迄今为止,几乎已检测到的数千颗系外行星距离地球都不到3,000光年,也就是说,它们皆位于银河系内。现在,天文学家宣布首次发现候选银河系外行星M51-ULS-1b,如得到确认,将是人类已知的第一颗银河系外行星。

探测系外行星是一项高难度任务,受距离与技术影响,系外行星难以直接成像探测,主要通过间接的行星凌日法或径向速度法发现,前者指当行星经过母恒星前方(望远镜角度看过去)时,会因遮挡母恒星而使其光度呈周期性降低;后者指当大质量行星公转轨道来到近日点时,会因重力相互作用导致母恒星晃动并出现微小速度变化,天文学家利用这些方法已确认发现4,000多颗系外行星。

但哈佛-史密松天体物理中心天文学家Rosanne Di Stefano团队尝试采取不同方法:观察X射线双星系统中的X射线亮度变化,找出系外行星候选目标。研究人员表示,这类系统产生明亮X射线的区域范围很小,因此若有行星从前方经过,基本上会阻挡大部分或全部X射线输出,因此更容易发现凌日。

团队依此方法,利用钱德拉拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory,CXO)与XMM-牛顿卫星观察了M51星系内55个系统、Messier 101星系内64个系统、Messier 104星系内119个系统,从中抓出距离我们约2,300万光年的M51-ULS-1系统,出现一场持续约3小时的X射线凌日现象,此期间X射线亮度突然降低至零,然后再恢复正常。

研究人员认为造成凌日现象的对象是颗系外行星,命名M51-ULS-1b,估计它的尺寸与土星一样大,且围绕着黑洞(或中子星)运行,轨道距离约为地球到太阳距离10~100倍

如果该发现得到后续研究证实,M51-ULS-1b将成为第一颗已知的银河系外行星(extragalactic planet),然而M51-ULS-1b轨道路径表明未来70年它不会再次穿越该位置,短时间内天文学家可能难以验收成果。

研究团队表示,银河系附近的M31星系和M33星系也是有趣观察地点,方便天文学家观察,有较多机会发现更多银河系外行星。新论文发布在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。

(首图来源:NASA)