可能有顆土星大小的系外行星潛伏在2800萬(wàn)光年外的渦狀星系M51中
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)美國(guó)國(guó)家地理（撰文：MICHAEL GRESHKO 編譯：邱彥綸）：有個(gè)奇特的X射線訊號(hào)暗示，可能有顆土星大小的土星行星潛伏在2800萬(wàn)光年外的渦狀星系中，若結(jié)果屬實(shí)，大小的系上海金山區(qū)外圍（外圍小姐）(電話微信1662+044-1662）這將會(huì)是外行外的渦狀此星系的第一顆已知行星。
大約2800萬(wàn)年前，星潛星系在遙遠(yuǎn)的伏萬(wàn)渦狀星系（Whirlpool Galaxy）中，有顆藍(lán)色的光年超巨星正經(jīng)歷徹底的悲慘命運(yùn)。
這顆年輕而巨大的有顆恒星與貪婪的伙伴──可能是黑洞或致密的中子星──陷入了重力之舞，后者的土星重力如此之強(qiáng)，就像吸血鬼一樣吸食著這顆恒星的大小的系外表。當(dāng)恒星的外行外的渦狀電漿被剝離時(shí)，發(fā)出的星潛星系X射線要比我們的太陽(yáng)亮100萬(wàn)倍。
有個(gè)天體在這個(gè)遙遠(yuǎn)的伏萬(wàn)上海金山區(qū)外圍（外圍小姐）(電話微信1662+044-1662）X射線源和我們的太陽(yáng)系之間通過(guò)，從我們的光年角度來(lái)看，它擋住了X射線源達(dá)數(shù)小時(shí)之久。有顆由于光線需要非常久的時(shí)間才能傳播如此驚人的距離，直到 2012 年，繞行地球運(yùn)行的X射線望遠(yuǎn)鏡才發(fā)現(xiàn)訊號(hào)強(qiáng)度的下降。現(xiàn)在有一組科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在論證這個(gè)遮掩X射線的神秘天體可能是顆行星──是迄今發(fā)現(xiàn)過(guò)最遙遠(yuǎn)、最極端的行星之一。
這項(xiàng)研究發(fā)表在10月25日出版的《自然天文學(xué)》（Nature Astronomy）期刊上，由天文物理學(xué)家羅珊．迪斯蒂法諾（Rosanne Di Stefano）領(lǐng)軍的研究人員認(rèn)為，渦狀星系內(nèi)的X射線雙星系統(tǒng)M51-ULS-1可能擁有一顆與土星大小相近的行星，它的軌道與母恒星的距離相當(dāng)于天王星繞行太陽(yáng)的軌道。
如果這顆行星確實(shí)存在，M51-ULS-1將代表我們首度在另一個(gè)星系精準(zhǔn)定位擁有「銀河系外行星」（extroplanet，即在我們母星系銀河系之外所發(fā)現(xiàn)的行星）的恒星系統(tǒng)。
「這個(gè)候選行星──沒(méi)錯(cuò)，我們應(yīng)該暫稱它為候選行星──位處另一個(gè)星系的事實(shí)讓我大吃一驚。」哈佛－史密森尼天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的研究員迪斯蒂法諾表示：「這件事的本質(zhì)讓我感到興奮，卻也在某種意義上感到渺小。」
由于尚未獲得證實(shí)，M51-ULS-1系統(tǒng)內(nèi)的這顆疑似行星仍只是「候選者」，還需天文學(xué)家觀測(cè)X射線亮度的多次周期性下降──這是行星圍繞光源運(yùn)行的明顯跡象。但是，據(jù)估計(jì)這個(gè)天體的軌道需要數(shù)十年才能完成，這代表可能需要幾個(gè)世紀(jì)才能看到多次額外的亮度下降。
并未參與此項(xiàng)研究的麻省理工學(xué)院系外行星研究員克里斯．伯克（Chris Burke）表示：「這有點(diǎn)像看棒球比賽的第一球……我們已經(jīng)知道了一些東西，但還不知道結(jié)果。」
雖然如此，用來(lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè)訊號(hào)的技術(shù)提供了一種在遙遠(yuǎn)星系中尋找行星的新方法。這項(xiàng)研究還顯示，行星可以在比先前認(rèn)為更極端的恒星系統(tǒng)中生存。伯克說(shuō)：「這可能為理解行星形成開(kāi)辟了一個(gè)新的參數(shù)空間。」
銀河系之外的世界
天文學(xué)家用來(lái)在銀河系內(nèi)尋找系外行星的主要方法，包括觀察被行星環(huán)繞的恒星，但當(dāng)這些技術(shù)應(yīng)用于其他星系時(shí)，效果要差得多。 「如果距離遠(yuǎn)1000倍，你獲得的光子就會(huì)少100萬(wàn)倍。」迪斯蒂法諾說(shuō)：「這是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。」
直到現(xiàn)在，天文學(xué)家都仰賴「重力透鏡效應(yīng)」（gravitational lensing）在銀河系以外的星系內(nèi)尋找行星，這種是恒星等大型天體扭曲周圍時(shí)空而使入射光偏折的現(xiàn)象。從我們的角度來(lái)看，如果有顆恒星碰巧從地球和更遠(yuǎn)的光源之間經(jīng)過(guò)，那么這顆恒星可以暫時(shí)放大遙遠(yuǎn)的光源，從而產(chǎn)生稱為「微透鏡事件」（microlensing event）的閃光。
如果一顆恒星的周圍有行星繞行，那么這些行星會(huì)影響該恒星重力透鏡的形狀，就像在相機(jī)鏡頭上添加一小塊玻璃會(huì)使照片微妙地扭曲一樣。天文學(xué)家可以在微透鏡事件期間偵測(cè)到這些變化，并以此推斷產(chǎn)生微透鏡事件的恒星周圍是否有行星存在。
到目前為止，科學(xué)家已經(jīng)藉由這種方法發(fā)現(xiàn)在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了118顆行星，以及一顆在銀河系外的候選行星。 2004年，研究仙女座星系（Andromeda Galaxy）的科學(xué)家宣布他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不尋常的微透鏡訊號(hào)，2009年的一項(xiàng)后續(xù)研究顯示，這個(gè)訊號(hào)可能來(lái)自一顆有行星環(huán)繞的恒星。
但這種方法只能披露非常少許關(guān)于恒星或繞行行星的細(xì)節(jié)，距離遙遠(yuǎn)的狀況下尤是如此。仙女座星系的那個(gè)訊號(hào)在望遠(yuǎn)鏡相機(jī)感測(cè)器內(nèi)只占了單一個(gè)像素。
2018年，迪斯蒂法諾和目前任職于加州大學(xué)圣克魯茲分校的哈佛博士后研究員尼亞．伊馬拉（Nia Imara） 提出了另一種在銀河系外尋找行星的方法：在X射線雙星系統(tǒng)（x-ray binary）中尋找。
當(dāng)一對(duì)密近恒星彼此繞行，其中一顆恒星死亡并塌縮成黑洞或中子星這樣的極致密恒星殘骸，就會(huì)形成X射線雙星。塌縮天體的巨大重力非常猛烈地撕扯伴星上的物質(zhì)，因此該系統(tǒng)會(huì)發(fā)出明亮的X射線。
如果一顆行星能在這種混亂的環(huán)境中存活下來(lái)，它的軌道可能會(huì)恰好在地球和X射線源之間經(jīng)過(guò)，從而揭露這顆行星的存在。
極端環(huán)境下的行星
2018年夏天，迪斯蒂法諾、伊馬拉和他們的同事決定對(duì)美國(guó)航太總署（NASA） 的錢卓X射線太空望遠(yuǎn)鏡（Chandra X-ray Observatory）和歐洲太空總署的XMM-牛頓望遠(yuǎn)鏡（XMM-Newton telescope）的公開(kāi)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行搜尋，尋找X射線雙星訊號(hào)的波動(dòng)。他們很快就發(fā)現(xiàn)了來(lái)自M51-ULS-1的候選訊號(hào)。
研究人員隨后檢查了行星以外的其他天體，是否可以解釋M51-ULS-1的變暗情形，因?yàn)閄射線雙星的亮度會(huì)發(fā)生波動(dòng)。但到目前為止，這些替代解釋都站不住腳。
在2012年的訊號(hào)中，所有能量源的X射線都變暗到幾乎為零──這強(qiáng)烈暗示著一個(gè)不透明的固態(tài)天體擋住了觀察的視線。研究人員認(rèn)為如果遮擋的天體是一團(tuán)塵埃云，那至少會(huì)讓一些X射線通過(guò)。
如果遮擋的天體是顆恒星，那這反而會(huì)變成一個(gè)重力透鏡，讓雙星在凌日過(guò)程中變得更亮，而不是像觀察到的那樣變暗。而且M51-ULS-1很有可能太年輕，無(wú)法容納合適大小的「棕矮星」（brown dwarf）──比氣態(tài)巨行星大但比恒星小的天體──來(lái)解釋觀測(cè)結(jié)果。
如果確實(shí)有顆行星存在于M51-ULS-1中，那它已經(jīng)成功地在一個(gè)非常猛烈、非常年輕的系統(tǒng)中生存了下來(lái)。伯克表示：「這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)有太多活動(dòng)，要在此處形成行星太瘋狂了。」
若能在更多X射線雙星系統(tǒng)周遭探測(cè)到更多行星，或?qū)⒂兄衣逗阈窍到y(tǒng)形成行星是多么容易。一方面，迪斯蒂法諾很高興看到研究人員將她們團(tuán)隊(duì)的方法應(yīng)用在更多公開(kāi)的X射線數(shù)據(jù)庫(kù)，包括銀河系內(nèi)的X射線雙星數(shù)據(jù)。
「這開(kāi)辟了一個(gè)非常廣闊的領(lǐng)域，」她說(shuō)： 「我的希望是人類的科學(xué)進(jìn)展會(huì)因此騰飛。」
作者:焦點(diǎn)
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