编译:卢旭、谢懿 单位:南京大学天文与空间科学学院
在一个遥远的星系中,发现了一颗环绕着一个双星系统转动的行星。
[图片说明]:左图:旋涡星系M51的X射线与光学图像。右图:M51-ULS-1双星系统中行星遮挡X射线辐射的概念图。版权:NASA 等。
使用X射线数据,而非传统的可见光观测,在距离地球约2 800万光年的旋涡星系M51中发现了第一颗银河系外行星。通过这一新方法,有望发现更多的银河系外行星。
对于已发现的4 000多颗太阳系外行星,主要采用了两种方法:视向速度法和凌星法。前者测量的是行星对其宿主恒星所造成的速度起伏变化,后者测量的是行星部分遮挡宿主恒星所导致的亮度下降。这两种方法所发现的行星距离地球都不超过3 000光年,远远小于银河系约10万光年的尺度。
X射线双星系统中包含一颗致密星,它会从伴星处吸积物质。通过观测X射线波段的凌星, 可以搜寻银河系外行星。与可见光波段凌星只能遮挡恒星的一小部分不同,行星可以遮挡大部分甚至全部X射线辐射区,因此适合探测更遥远的目标。
M51-ULS-1在是旋涡星系M51中最亮的X射线源之一。在该双星系统中,一颗20倍太阳质量的恒星在围绕一个黑洞或一颗中子星转动。观测发现,其X射线辐射会在短时间内降为零,由此推测出绕其转动的这颗银河系外行星大小与土星相当,轨道半径为19.2天文单位。
虽然这一X射线辐射的变化还有其他可能的解释,但相应的可能性更小。不过,要再等70年这颗行星才会再次运行到X射线源前方,届时可以验证它是否真的是一颗银河系外行星。