Впервые в истории астрономии были обнаружены признаки транзита планеты по диску звезды, находящейся в другой галактике. Этот результат, достигнутый рентгеновской космической обсерваторией Чандра, открывает новые возможности для поисков экзопланет на самых дальних расстояниях.
Кандидат на вероятную экзопланету находится в спиральной галактике Водоворот (М51), названной так из-за её характерной структуры. Она расположена на расстоянии порядка 28 млн световых лет от нас. Работа с описанием опубликована в журнале Nature Astronomy.
До этого момента все найденные астрономами экзопланеты и кандидаты на экзопланеты располагались в нашем Млечном Пути. Большинство из них – на расстоянии не более 3000 световых лет от Земли. Таким образом, новый кандидат расположен в несколько тысяч раз дальше.
Найден этот кандидат транзитным методом – когда планета проходит перед своей звездой с нашей точки зрения, и закрывает часть излучаемого ею света, из-за чего в графике яркости звезды появляется характерный провал. Астрономы искали подобные провалы в видимом диапазоне различных звёзд при помощи наземных и космических телескопов, и уже нашли этим способом тысячи экзопланет.
Однако доктор Розанна ди Стефано из Кембриджского астрофизического центра с коллегами искали подобные провалы в яркости рентгеновского излучения, испускаемого яркими двойными системами. Подобные системы обычно состоят из нейтронной звезды или чёрной дыры, высасывающей газ у своего компаньона, обычной звезды. В процессе переноса материал разогревается и начинает светиться в рентгеновском диапазоне.
Поскольку конкретный участок, излучающий рентгеновские лучи, весьма мал, проходящая перед ним планета может закрыть большую часть этих лучей, из-за чего такой транзит будет легко засечь. А это позволяет обнаруживать планеты на гораздо больших расстояниях, чем метод транзита в оптическом диапазоне. В последнем случае нужно фиксировать небольшие уменьшения яркости звезды, поскольку планета закрывают малую её часть.
В двойной системе M51-ULS-1, которую изучали астрономы, находится черная дыра или нейтронная звезда, обращающаяся вокруг своего компаньона, звезды, в 20 раз массивнее Солнца. Транзит планеты, закрывавшей рентгеновское излучение, длился порядка 3 часов, в течение которых излучение было почти полностью заблокировано. Судя по этим данным, экзопланета в M51-ULS-1 должна быть размером примерно с Сатурн и обращаться вокруг нейтронной звезды на расстоянии примерно в два раза большем, чем расстояние от Сатурна до Солнца.
Конечно, потребуется собрать больше данных перед тем, как можно будет с уверенностью утверждать, что была найдена внегалактическая экзопланета. Одна из связанных с этим трудностей состоит в том, что из-за размера орбиты предполагаемой планеты в следующий раз она будет проходить перед своей бинарной системой только через 70 лет.
По словам соавтора работы Нии Имары из Калифорнийского университета в Санта-Круз, для подтверждения того, что это была планета, скорее всего, придётся ждать следующего транзита несколько десятилетий. А из-за погрешностей в оценке времени обращения невозможно сказать точно, когда именно это произойдёт.
Исследователи считают, что, судя по характеристикам сигнала, подобное затемнение вряд ли могло быть вызвано прохождением перед источником излучения какого-либо облака газа и пыли. Данным пока лучше всего соответствует планетная модель. Если это действительно так, то планете пришлось пережить бурное прошлое своей системы – в частности, взрыв сверхновой, в результате которого там появилась нейтронная звезда или чёрная дыра. Звезда-компаньон также в будущем может стать сверхновой.
Теперь авторы работы будут искать в собранных данных других кандидатов на экзопланеты в других галактиках. Телескоп Чандра собрал обширную базу по 20 различным галактикам, включая, например, галактики M31 и M33, находящиеся значительно ближе к нам, чем М51. В них мы сможем разглядеть и транзиты, длившиеся меньше. Ещё одна интересная область поисков – это рентгеновские транзиты в Млечном Пути. Они могут помочь нам обнаружить относительно недалеко расположенные планеты, находящиеся в необычных условиях.
