На сегодняшний день обнаружено уже почти пять тысяч экзопланет, однако все они находятся в нашей галактике Млечный Путь.
Теперь же ученым удалось с помощью принадлежащего НАСА рентгеновского телескопа Chandra обнаружить планету величиной с Сатурн в галактике М51. Она находится на расстоянии примерно 28 миллионов световых лет от Млечного Пути.
Экзопланеты обычно обнаруживают так называемым методом транзита: вращаясь вокруг звезды, планета в какой-то момент оказывается перед ней и вызывает небольшое изменение яркости звезды, которое можно зарегистрировать с помощью приборов.
Именно таким образом были обнаружены предыдущие экзопланеты.
Однако наблюдать транзит в видимом спектре на таких расстояниях сложно. Поэтому ученые под руководством доктора Розанны Ди Стефано искали изменения в интенсивности излучения звезды в рентгеновском диапазоне. Для наблюдения выбрали яркую двойную рентгеновскую систему.
Как правило, такие системы состоят из объекта значительной массы — нейтронной звезды или черной дыры — и обращающейся вокруг него обычной звезды. Возникающий при этом аккреционный диск — поток вещества, под действием гравитационных сил перетекающий от более легкого компаньона на более тяжелый, — сильно разогревается и излучает и в рентгеновском диапазоне.
Аккреционный диск относительно невелик по размерам, поэтому проходящая перед ним планета вызывает достаточное изменение интенсивности излучения, чтобы его можно было наблюдать.
Ученые использовали эту технику для обнаружения первого кандидата в экзопланеты за пределами нашей галактики в двойной системе M51-ULS-1.
"Метод, который мы разработали и использовали, на сегодня единственный для открытия планетных систем в других галактиках, — рассказала Би-би-си доктор Ди Стефано, работающая в Смитсоновском центре астрофизики в Кембридже, в США. — Это уникальный метод, особенно хорошо подходящий для поиска планет вокруг рентгеновских двойных систем на любом расстоянии, излучение которых мы можем измерить".
Поиски новых планет
Двойная система M51-ULS-1 содержит нейтронную звезду (остаток взрыва сверхновой, очень маленький сверхмассивный объект размером в несколько сотен или даже десятков километров) или черную дыру, вокруг которой вращается звезда-компаньон с массой примерно в 20 солнечных.
Транзит продолжался около трех часов, в течение которых рентгеновское излучение системы упало до нуля. На основании этих и других данных астрономы пришли к выводу, что планета по размеру сопоставима с Сатурном и вращается вокруг двойной системы на расстоянии примерно в две астрономические единицы (среднее расстояние от Земли до Солнца).
По словам Ди Стефано, методы, применяемы для поиска экзопланет в нашей галактике, на межгалактических расстояниях не работают. Значительные расстояния делают невозможным наблюдение отдельных звезд в световом диапазоне — у оптических телескопов не хватает разрешающей способности, чтобы различить отдельные звезды, тем более — колебания их яркости.
С источниками рентгеновского излучения дело обстоит иначе. Во-первых, их относительно немного — всего несколько десятков на всю галактику. Некоторые из них настолько яркие, что их излучение легко может быть измерено. И как правило, мощные рентгеновские источники невелики по размерам, поэтому проходящая мимо планета может существенно (а в этом случае — полностью) заблокировать излучение.
Исследователи признают, что их выводы нуждаются в более тщательной проверке.
Повторить их эксперимент будет непросто: значительная величина орбиты потенциальной экзопланеты означает, что она совершает полный оборот вокруг двойной системы примерно за 70 лет, что делает невозможным повторение эксперимента в ближайшем будущем.
К тому же это вообще может оказаться не планета, а облако межзвездной пыли, хотя ученые считают эту возможность маловероятной: характеристики объекта не соответствуют свойствам газовых и пылевых облаков.
"Мы понимаем, что делаем очень смелое заявление, поэтому мы ожидаем, что другие астрономы тщательно проверят наши результаты, — говорит Джулия Берндтссон из Принстонского университета, принимавшая участие в исследовании. — Но нам кажется, у нас хорошие данные. Именно так и работает наука".
Ди Стефано считает, что новое поколение оптических и инфракрасных телескопов все равно не будет обладать достаточной разрешающей способностью, чтобы наблюдать отдельные объекты в удаленных галактиках. Поэтому наблюдения в рентгеновском диапазоне, вероятно, останутся главным методом поиска планет в других галактиках.
Однако, по ее словам, метод микролинзирования (наблюдение искривления лучей света, проходящих вблизи массивных объектов) тоже может принести хорошие результаты.
Исследование было опубликовано в рецензируемом журнале Nature Astronomy.
