Pianeti al di fuori della nostra galassia?

Gli astronomi potrebbero aver scoperto un pianeta al di fuori della nostra galassia

Pianeti al di fuori della nostra galassia?


I segni di un pianeta in transito su una stella al di fuori della galassia della Via Lattea potrebbero essere stati rilevati per la prima volta. Questo intrigante risultato, utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, apre una nuova finestra per la ricerca di esopianeti a distanze maggiori che mai.

Il possibile esopianeta candidato si trova nella galassia a spirale Messier 51 (M51), chiamata anche Galassia Whirlpool per il suo profilo distintivo.

Gli esopianeti sono definiti come pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare. Fino ad ora, gli astronomi hanno trovato tutti gli altri esopianeti conosciuti e candidati esopianeti nella Via Lattea, quasi tutti a meno di circa 3.000 anni luce dalla Terra. Un esopianeta in M51 sarebbe distante circa 28 milioni di anni luce, il che significa che sarebbe migliaia di volte più lontano di quelli della Via Lattea.

"Stiamo cercando di aprire un'arena completamente nuova per trovare altri mondi cercando pianeti candidati alle lunghezze d'onda dei raggi X, una strategia che rende possibile scoprirli in altre galassie", ha affermato Rosanne Di Stefano del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) di Cambridge, Massachusetts, che ha condotto lo studio, pubblicato su Nature Astronomy.

Questo nuovo risultato si basa sui transiti, eventi in cui il passaggio di un pianeta davanti a una stella blocca parte della luce della stella e produce un caratteristico tuffo. Gli astronomi che utilizzano telescopi sia terrestri che spaziali, come quelli delle missioni Kepler e TESS della NASA, hanno cercato cali di luce ottica, radiazioni elettromagnetiche che gli esseri umani possono vedere, consentendo la scoperta di migliaia di pianeti.

Di Stefano e colleghi hanno invece cercato cali di luminosità dei raggi X ricevuti dalle binarie luminose a raggi X. Questi sistemi luminosi contengono tipicamente una stella di neutroni o un buco nero che attira gas da una stella compagna in orbita stretta. Il materiale vicino alla stella di neutroni o al buco nero si surriscalda e si illumina ai raggi X.

Poiché la regione che produce raggi X luminosi è piccola, un pianeta che gli passa davanti potrebbe bloccare la maggior parte o tutti i raggi X, rendendo il transito più facile da individuare perché i raggi X possono scomparire completamente. Ciò potrebbe consentire di rilevare gli esopianeti a distanze molto maggiori rispetto agli attuali studi sul transito della luce ottica, che devono essere in grado di rilevare minuscole diminuzioni di luce perché il pianeta blocca solo una piccola frazione della stella.

Il team ha utilizzato questo metodo per rilevare l'esopianeta candidato in un sistema binario chiamato M51-ULS-1, situato in M51. Questo sistema binario contiene un buco nero o una stella di neutroni in orbita attorno a una stella compagna con una massa circa 20 volte quella del Sole. Il transito di raggi X che hanno trovato utilizzando i dati di Chandra è durato circa tre ore, durante le quali l'emissione di raggi X è scesa a zero. Sulla base di questa e di altre informazioni, i ricercatori stimano che l'esopianeta candidato in M51-ULS-1 avrebbe all'incirca le dimensioni di Saturno e orbiterebbe attorno alla stella di neutroni o al buco nero a circa il doppio della distanza di Saturno dal Sole.

Sebbene questo sia uno studio allettante, sarebbero necessari più dati per verificare l'interpretazione come esopianeta extragalattico. Una sfida è che la grande orbita del pianeta candidato significa che non si incrocierebbe più davanti al suo partner binario per circa 70 anni, vanificando ogni tentativo di osservazione di conferma per decenni.

"Sfortunatamente per confermare che stiamo vedendo un pianeta dovremmo probabilmente aspettare decenni per vedere un altro transito", ha detto la coautrice Nia Imara dell'Università della California a Santa Cruz. "E a causa delle incertezze su quanto tempo ci vuole per orbitare, non sapremmo esattamente quando guardare".

L'oscuramento può essere stato causato da una nuvola di gas e polvere che passa davanti alla sorgente di raggi X? I ricercatori considerano questa una spiegazione improbabile, in quanto le caratteristiche dell'evento osservato in M51-ULS-1 non sono coerenti con il passaggio di una tale nuvola. Il modello di un pianeta candidato è, tuttavia, coerente con i dati.

"Sappiamo che stiamo facendo un'affermazione entusiasmante e audace, quindi ci aspettiamo che altri astronomi la esamineranno con molta attenzione", ha detto la co-autrice Julia Berndtsson della Princeton University nel New Jersey. "Pensiamo di avere un argomento forte, e questo processo è il modo in cui funziona la scienza".

Se un pianeta esiste in questo sistema, probabilmente ha avuto una storia tumultuosa e un passato violento. Un esopianeta nel sistema avrebbe dovuto sopravvivere a un'esplosione di supernova che ha creato la stella di neutroni o il buco nero. Il futuro potrebbe anche essere pericoloso. Ad un certo punto la stella compagna potrebbe anche esplodere come supernova e far esplodere il pianeta ancora una volta con livelli di radiazioni estremamente elevati.

Di Stefano e i suoi colleghi hanno cercato i transiti di raggi X in tre galassie oltre la Via Lattea, utilizzando sia Chandra che l'XMM-Newton dell'Agenzia spaziale europea. La loro ricerca ha riguardato 55 sistemi in M51, 64 sistemi in Messier 101 (la galassia "Girandola") e 119 sistemi in Messier 104 (la galassia "Sombrero"), risultando nel candidato esopianeta singolo descritto qui.

Gli autori cercheranno negli archivi sia di Chandra che di XMM-Newton per ulteriori esopianeti candidati in altre galassie. Sono disponibili sostanziali dataset di Chandra per almeno 20 galassie, incluse alcune come M31 e M33 che sono molto più vicine di M51, consentendo di rilevare transiti più brevi. Un'altra linea di ricerca interessante è la ricerca di transiti di raggi X nelle sorgenti di raggi X della Via Lattea per scoprire nuovi pianeti vicini in ambienti insoliti.

Gli altri autori di questo articolo su Nature Astronomy sono Ryan Urquhart (Michigan State University), Roberto Soria (University of the Chinese Science Academy), Vinay Kashap (CfA) e Theron Carmichael (CfA). Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dello Smithsonian Astrophysical Observatory controlla la scienza da Cambridge, nel Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, nel Massachusetts.

Fonte:

Materiali forniti dal Center for Astrophysics, Harvard e Smithsonian . Nota: il contenuto può essere modificato per stile e lunghezza.

Multimedia correlati :


Riferimenti dell'articolo:

Rosanne Di Stefano, Julia Berndtsson, Ryan Urquhart, Roberto Soria, Vinay L. Kashyap, Theron W. Carmichael, Nia Imara. Un possibile candidato pianeta in una galassia esterna rilevata tramite transito radiografia . Astronomia della natura , 2021; DOI: 10.1038/s41550-021-01495-w

Posta un commento

Nuova Vecchia

Pubblicità