X光不仅可以拍胸片,还能找到星星
9月25日,在预印本网站arXiv.org网站哈佛大学史密森尼天文物理中心的天文学家罗莎娜·迪斯蒂法诺和她的团队利用从钱德拉X射线望远镜获得的数据,在距离地球2800万光年的漩涡中进行X射线掩星,银河系发现了一颗候选行星,这颗行星与地球相距2800万光年有望成为一颗新的河外行星。这颗候选行星名为m51-uls-1b,据计算其半径比土星稍小。
我们从未停止过对星系内外行星的探索,从内星系到外星系。瑞典天文物理学家Michel mayor和天文学家Didier Quiroz分享了2019年诺贝尔物理学奖,他们在1995年首次发现了一颗围绕太阳系外主星序恒星运行的行星。这一次,研究人员如何找到这颗河外候选行星?找到这颗候选行星有什么意义?
光学望远镜很难直接观察远处的物体。天体离地球越远,直接观测就越困难。此前,科学家寻找河外行星的主要方法是利用微重力透镜。
南京大学天文与空间科学学院教授周立勇解释说,遥远背景物体发出的光会受到前景天体引力的影响,导致光线弯曲,亮度增强。在我们看来,遥远的物体似乎被“照亮”,这是被称为微重力透镜的现象。
2018年2月,发表在《天体物理快报》上的一项研究声称,科学家们首次利用微引力透镜发现了一组河外行星。
微重力透镜技术曾经被认为是探测遥远天体的唯一有效方法。周立勇说,通过观测微重力透镜现象,我们不仅可以确定银河系外行星的存在,而且可以根据信号的特征频率计算其质量。”然而,由行星引起的微重力透镜现象是暂时的,不能重复。因此,利用微重力透镜现象,很难进一步确认观测到的河外候选行星。
对于“不太遥远”的系外行星,最常用的探测方法有凌日星法和径向速度法。
凌日星方法的实质是研究行星凌日引起的恒星亮度变化。但引起恒星亮度变化的因素不仅是行星(凌日恒星)的遮挡,而且还与恒星自身的活动有关。像太阳黑子、爆炸等,有可能形成被测恒星的光曲线。
周立勇还表示,系外行星距离地球相对较远,因此当它们掠过主星表面时,如果行星的半径相对于恒星很小,我们很难在恒星的光照曲线中识别出凌日信号。”就像在1000公里外的灯光下发现一只萤火虫。
与银河系外的行星相比,更遥远。”周立勇说:“在离我们银河系数千万光年的地方,一颗恒星本身很难分辨,它所在星球的凌日恒星几乎不可能被观测到。”
突破是用强弱X射线寻找河外行星。交通真的无能为力吗?
事实上,distifano团队使用的X射线掩星法与凌日星法基本相同。”原理是一样的,可以给出被遮挡和被遮挡物体的相对大小信息。”中国科学院紫金山天文台副研究员陈国说。
所谓掩星法就是通过观察恒星的光照变化来寻找行星。当行星在观察者和恒星之间移动时,恒星的亮度会因行星的覆盖而改变。如果这种变化有周期性,就有可能用掩星法追踪这颗行星。
银河系的大部分凌日观测都是在光学和红外波段进行的。”周立勇解释说:“因为一般恒星的X射线辐射弱,可见光辐射强,X射线会被地球大气吸收,用X射线掩星法很难观测到。”
与可见光相比,X射线波长长,能量高,更容易穿透宇宙尘埃和气体云。所以,distifano的团队专注于X光。