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重大發現!天文學家或找到第一顆銀河系外行星,距離2800萬光年
2021/10/26
2021/10/26

根據《自然天文學》(Nature Astronomy)雜誌上發表的一項新研究[1],哈佛-史密松森天體物理中心的天文學家,非常偶然地在M51星系中發現一顆潛在的行星,距離地球大約2800萬光年,這很可能會成為人類發現的第一顆銀河系外行星。

古人很早就觀測到,夜空中的幾顆明亮的星星會在群星之間穿行,它們被稱為行星。後來,天文學家認識到地球也是行星中的一員,它們都是在不同的軌道上繞著太陽公轉,同屬于太陽系。

夜空中還有更多相對位置看起來不變的星星,它們其實是恒星,就像太陽一樣,通過核聚變反應發光發熱。很多肉眼可見的恒星其實都要比太陽更大,而且更亮,但由于離地球太遠,它們的光到達地球時已經變得很微弱。

在太陽系中,天文學家已經發現了8顆行星,這不禁讓天文學家好奇,太陽系外的那些恒星周圍會不會也有行星環繞呢?

事實證明,太陽系不是特別的,恒星周圍存在行星在銀河系中相當普遍。通過淩日法、視向速度法,天文學家如今已經發現了4843顆系外行星,它們存在于3579個恒星系統中,大都距離太陽系不超過3000光年。

銀河系在宇宙中也是一個普通的星系,宇宙中還有數以萬億計甚至無窮無盡的星系,它們也是由成百上千億顆恒星組成。既然如此,銀河外星系中也會有各種行星。然而,銀河外星系極其遙遠,人類現有的天文望遠鏡就連直接觀測到太陽系附近的系外行星都很困難,更何況是銀河系外行星。

但這一次,天文學家也許幸運地在M51中找到了銀河系外的行星。M51由兩個星系組成,大的是螺旋星系M51a,小的是矮星系M51b,它們正在發生碰撞。M51a的直徑估計為7.6萬光年,總質量為太陽的1600億倍,比銀河系小很多。

通過美國宇航局(NASA)的錢德拉X射線天文臺,天文學家在M51a的一條主旋臂上,探測到了一個明亮X射線源:M51-ULS-1,它被認為是一個緻密的死亡恒星,要麼是中子星,要麼是黑洞,在其周圍環繞一顆大質量恒星。

此前,這是一個雙恒星系統,質量更大的那顆恒星更早耗盡燃料,中心坍縮成了緻密天體,最後演變成了如今的X射線雙星。在中子星或黑洞強大引力的作用下,伴星的物質被吸過去,形成一個吸積盤,環繞在緻密天體周圍。吸積盤中的物質被緻密天體的強大引力場加速,螺旋掉下去,並被加熱到數百萬度,產生大量明亮的X射線。

天文學家發現,這個射線源的亮度在某一時間突然大幅度下降,然後很快又恢復亮度。據此推測,有一顆行星經過了緻密天體,暫時擋住了光線,導致我們在地球上觀測到亮度大幅降低的現象。

此前,天文學家通過這種淩日現象,已經在銀河系中發現了大量的系外行星。這一次通過相同的方法,天文學家可能在銀河外星系中第一次發現了行星。如果這真的是一顆銀河系外行星,我們非常幸運,地球恰巧在這顆行星的軌道平面附近。

天文學家推測,這顆行星在遠處同時環繞著這個緻密天體和恒星公轉,半徑估計與土星差不多大,體積約為地球的760倍。由于天文學家只觀測到一次淩日現象,現在還不能百分百斷定這顆銀河系外行星的存在,需要在多次檢測後才能確認。就目前來看,它是行星的可能性比較大。

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