גילוי הראשון כוכב לכת מועמד ברנטגן בינארי M51-ULS-1 בספירלה גלקסיה Messier 51 (M51), הנקרא גם המערבולת גלקסי שימוש בטכניקת מעבר על ידי התבוננות בצניחה בבהירות באורכי גל של קרני רנטגן (במקום באורכי גל אופטיים) הוא פורץ מסלולים ומשנה משחק מכיוון שהוא מתגבר על מגבלת התצפית של ירידות בבהירות באורכי גל אופטיים ופותח את השדרה לחיפוש אחר כוכבי לכת בגלקסיות חיצוניות. איתור ואפיון של כוכבי לכת בגלקסיות חיצוניות יש השלכות משמעותיות על החיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ.
"אבל איפה כולם?" פרמי פלט החוצה, כבר בקיץ 1950, והרהר מדוע אין עדות לחיים מחוץ לכדור הארץ (ET) בחוץ. שטח למרות סבירות גבוהה לקיומו. שלושת רבעי המאה שעברו את הקו המפורסם הזה, עדיין אין עדות לחיים בשום מקום מחוץ לכדור הארץ, אבל החיפוש נמשך ואחד המרכיבים המרכזיים של החיפוש הזה הוא זיהוי של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש והאפיון שלה עבור חתימות אפשריות של חיים.
מעל 4300 כוכבי לכת התגלו בעשורים האחרונים שעשויים להיות בהם תנאים המתאימים לתמוך בחיים או לא. כולם נמצאו בביתנו גלקסיה. לא כוכב לכת ידוע שהתגלה מחוץ לשביל החלב. למעשה, אין ראיות התומכות ברעיון של נוכחות של מערכת פלנטרית בשום פנים גלקסיה.
כעת דיווחו מדענים תגלית של אפשרי כוכב לכת מועמד בחוץ גלקסיה בפעם הראשונה. החוץ-שמשי הזה כוכב לכת נמצא בספירלה גלקסיה Messier 51 (M51), הנקרא גם המערבולת גלקסי, ממוקם במרחק של כ-28 מיליון שנות אור מהבית גלקסיה שביל החלב.
בדרך כלל, א כוכב לכת מזוהה בדרך של צפייה בליקוי שהוא מייצר כאשר הוא עובר לפניו כוכב בזמן מסלול מסביב ובכך חוסם את האור הבוקע מה כוכב (טכניקת מעבר). אירוע זה נצפה כעמעום זמני של הכוכב. חפש א כוכב לכת כולל חיפוש מטבלים לאור א כוכב. השיטה האחרת לזיהוי של כוכבי לכת הוא על ידי מדידות מהירות רדיאליות. את כל כוכבי לכת זוהו באמצעות טכניקות אלו בגלקסיה הביתית שלנו במרחקים תוך גלקטיים קצרים יחסית בטווח של 3000 שנות אור.
עם זאת, חיפוש אחר שקעים באור במרחקים בין גלקטיים גדולים יותר לזיהוי כוכבי לכת מחוץ לשביל החלב היא משימה בעלייה מכיוון שגלקסיה חיצונית תופסת שטח קטן בשמים ובצפיפות הגבוהה של כוכבים אינו מאפשר מחקר של כוכב בודד בפרטים מספיקים כדי לאפשר זיהוי של חתימות של א כוכב לכת. כתוצאה מכך, חיפוש באורך גל אופטי בגלקסיה חיצונית לא היה אפשרי עד עכשיו ולא כוכב לכת מחוץ לגלקסיה הביתית שלנו ניתן היה לגלות. המחקר האחרון הוא פורץ מסלולים ומשנה משחק מכיוון שלכאורה הוא מתגבר על מגבלה זו על ידי צפייה בצניחה בבהירות באורכי גל של קרני רנטגן (במקום באורכי גל אופטיים), ופותח את השדרה לחיפוש אחר כוכבי לכת בגלקסיות אחרות.
בינאריות של קרני רנטגן (XRB) בגלקסיות החיצוניות נחשבות לאידיאליות לחיפוש כוכבי לכת. אלה (כלומר, XRBs) הם סוג של בינארי כוכבים מורכב מכוכב רגיל וכוכב ממוטט כמו ננס לבן או א חור שחור. כאשר הכוכבים קרובים מספיק, חומר מהכוכב הרגיל נמשך מהכוכב הרגיל לכיוון הכוכב הצפוף בגלל כוח הכבידה. כתוצאה מכך, החומר המצטבר ליד הכוכב הצפוף מתחמם וזוהר בקרני רנטגן המופיעות כמקורות קרני רנטגן בהירים (XRS).
עם רעיון לגילוי כוכבי לכת מסלול בינאריים של קרני רנטגן (XRBs), צוות המחקר חיפש ירידות בבהירות של קרני רנטגן שנקלטו מהבינאריות של קרני רנטגן בהירות (XRB) בשלוש גלקסיות חיצוניות, M51, M101 ו-M104.
הצוות התמקד לבסוף בקרני הרנטגן הבינארי M51-ULS-1 שהוא אחד ממקורות קרני הרנטגן הבהירים ביותר בגלקסיית M51. נצפתה הצניחה בבהירות של קרני רנטגן שהתקבלה בטלסקופ צ'נדרה. הנתונים לגבי צניחה בבהירות נבדקו עבור אפשרויות שונות ונמצאו מתאימים למעבר על ידי כוכב לכת, ככל הנראה בגודל של שבתאי.
מחקר זה הוא חדשני גם לביצוע החיפוש של כוכבי לכת בהצלחה בפעם הראשונה באורך גל רנטגן. ברמה הרחבה ביותר, ציון דרך זה תגלית of כוכב לכת מחוץ לגלקסיה הביתית שלנו מרחיבה את היקף החיפוש של כוכבי לכת לגלקסיות חיצוניות אחרות, שיש לה השלכות על החיפוש אחר חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ.
***
מקורות:
- Di Stefano, R., Berndtsson, J., Urquhart, R. et al. מועמד אפשרי לכוכב לכת בגלקסיה חיצונית שזוהה באמצעות מעבר קרני רנטגן. אסטרונומיה של הטבע (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01495-w. זמין באינטרנט גם ב https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/m51_paper.pdf. גרסה מוקדמת זמינה ב- https://arxiv.org/pdf/2009.08987.pdf
- נאס"א. צ'נדרה רואה הוכחות לכוכב הלכת האפשרי בגלקסיה אחרת. זמין באינטרנט ב https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m51/
- נאס"א. מדע -חפצים - כוכבים בינארים בקרני רנטגן. זמין באינטרנט ב https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/binary_stars2.html
- שוויטרמן E., Kiang N., ואח' 2018. Exoplanet Biosignatures: סקירה של סימני חיים הניתנים לזיהוי מרחוק. אסטרוביולוגיה כרך. 18, מס' 6. פורסם באינטרנט ב-1 ביוני 2018. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2017.1729
