Czy Chandra odkryła pierwszą pozagalaktyczną planetę?

0

Pod koniec września opublikowano pracę zespołu badawczego Rosanne Di Stefano z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics o kandydacie na pierwszą pozagalaktyczną planetę. Naukowcy posłużyli się danymi zebranymi przez teleskop Chandra.

Autorem artykułu jest Pan Robert Kozieł – serdecznie dziękujemy!

Teleskop rentgenowski Chandra  (Chandra X-Ray Observatory – CXRO ) jest jednym z czterech dużych  teleskopów  w ramach programu NASA Wielkie Obserwatoria umieszczonych  w przestrzeni kosmicznej.  Teleskop został wyniesiony na orbitę  okołoziemską przez załogę wahadłowca Columbia w dniu 23 lipca 1999 roku. Jego przeznaczeniem jest prowadzenie obserwacji ciał niebieskich  począwszy od tych znajdujących się w Układzie Słonecznego,  a skończywszy na obiektach astrofizycznych zlokalizowanych w najodleglejszych  galaktykach poprzez obserwacje w zakresie  promieniowania rentgenowskiego w przedziale energetycznym od 0.09 do 10.0 keV. Teleskopowy kwartet uzupełniały jeszcze Teleskop Hubble (1990),  Compton (1991-2000) i Spitzer (1993- 2020).

Grafika prezentująca kosmiczny teleskop Chandra / Credits - NASA
Grafika prezentująca kosmiczny teleskop Chandra / Credits – NASA

W 1992 roku po raz pierwszy udało się potwierdzić istnienie  pierwszych  egzoplanet krążących wokół pulsara PSR B1257 + 12.   

W dniu 30 września 2020 roku katalog zawierał 4354 egzoplanet w 3218 systemach planetarnych, przy czym w 712 systemach  odkryto przynajmniej 2 planety. Wszystkie te planety zostały odkryte w Galaktyce.

M51-ULS-1b

Dane, na podstawie których dokonano wykrycia kandydatki na pierwszą pozagalaktyczną planetę, zostały zebrane przez instrumenty pomiarowe kosmicznego teleskopu już 20 września 2012 roku. Dopiero teraz jednak po ich szczegółowej analizie możliwe było dokonanie fascynującego odkrycia przez zespół Rosanne Di Stefano.

Planeta nazwana M51-ULS-1b może mieć wielkość nieco mniejszą od Saturna i okrążać układ podwójny w odległości zbliżonej 10 razy do tej , jaka dzieli Ziemię od Słońca.

Układ gwiazdowy M51-ULS-1 jest oddalony od Ziemi o 23 miliony lat świetlnych i zlokalizowany w galaktyce spiralnej M51 (potoczna nazwa w języku polskim to Wir). Jednym ze składników binarnego układu jest gwiazda neutronowa albo czarna dziura, a drugim masywna gwiazda.

Zdjęcie M51 z teleskopu Hubble / Credits - NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Zdjęcie M51 z teleskopu Hubble / Credits – NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Masywna gwiazda w układzie M51-ULS-1  jest stopniowo pochłaniana przez swoją towarzyszkę. W trakcie tego procesu  przepływ materii między składnikami układu wyzwala bardzo energetyczne promieniowanie rentgenowskie. Ten układ podwójny jest jednym z najjaśniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego w tej galaktyce.

Wielkość gwiazdy neutronowej czy czarnej dziury w porównaniu z planetą wielkości Saturna jest niewielka i przy dogodnych warunkach jest możliwy tranzyt z punktu widzenia ziemskiego obserwatora , podczas którego może dojść do całkowitego  zaćmienia. Tak wg autorów publikacji stało się tym razem. Około 3-godzinne zaćmienie spowodowało znaczący spadek rejestrowanego promieniowania rentgenowskiego.

Naukowcy uważają, że  M51-ULS-1b jest planetą , ponieważ ten układ podwójny jest zbyt młody, żeby mogły w nim wyewoluować inne  gwiazdy.

Argumentują także, że  proces spadku wielkości emisji rentgenowskiej  jest mało prawdopodobny na skutek naturalnych zmian jasności gwiazdy neutronowej lub też czarnej dziury, ponieważ różne częstotliwości światła w widmie przygasły, a następnie rozjaśniły się w tym samym czasie, czyli  dokładnie tak, jak można tego oczekiwać  przy zaćmieniu przez większy obiekt tranzytujący: “Zaćmienie jest w przybliżeniu symetryczne i ma kształt typowy dla tranzytów, w których źródło i obiekt tranzytowy mają porównywalne rozmiary.”

Zdaniem autorów publikacji archiwalne dane z Teleskopu Chandra  pozwolą na odkrycie jeszcze kilkunastu kandydatek na  pozagalaktyczne planety.

Warto zauważyć, że w 2018 roku astronomowie z  Uniwersytetu w Oklahomie przedstawili argumentację za istnieniem wielu planet w galaktyce odległej o 3,8 miliarda lat świetlnych od Ziemi, w której jest  kwazar RX J1131-1231. Mają to być planety swobodne nie powiązane grawitacyjnie z gwiazdami. Przy zastosowaniu modeli mikrosoczewkowania  obliczono nawet, że w tej galaktyce może znajdować się nawet 2000 swobodnych egzoplanet. Wtedy też posłużono się danymi z Chandry, wykorzystując technikę mikrosoczewkowania grawitacyjnego.

W rozpatrywanym tutaj  układzie pochłaniania gwiezdnej materii przez towarzysza o wyjątkowo silnym polu grawitacyjnym wyzwala wysokoenergetyczną emisję rentgenowską, czyniąc ten system słoneczny jednym z najwydajniejszych  źródeł promieniowania rentgenowskiego w galaktyce M51.

Dla porównania emisja energetyczna Słońca w całym spektrum promieniowania jest około milion razy niższa.

Zatem spadek jasności gigantycznego radioźródła mimo znacznej odległości od Ziemi mógł zostać poddany niezwykłej interpretacji. Przyszłość pokaże, czy wyjaśnienie  spadków jasności rentgenowskich źródeł promieniowania kosmicznego będzie miało mocne planetarne uzasadnienie.

Teleskop Chandra już 21 lat pracuje na orbicie. Tymczasem Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) planuje w 2028 roku umieszczenie poza Ziemią jeszcze potężniejszego teleskopu rentgenowskiego Athena . Jego ogniskowa będzie około 2 metry dłuższa niż w przypadku Chandry.

Zatem rentgenowską astronomię czeka jeszcze wiele fascynujących odkryć , w tym być może nowych kandydatek na pozagalaktyczne planety.

(PFA, ES)

Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.

Leave A Reply