X光不僅可以拍胸片,還能找到星星
9月25日,在預印本網站arXiv.org網站哈佛大學史密森尼天文物理中心的天文學家羅莎娜·迪斯蒂法諾和她的團隊利用從錢德拉X射線望遠鏡獲得的數據,在距離地球2800萬光年的漩渦中進行X射線掩星,銀河系發現了一顆候選行星,這顆行星與地球相距2800萬光年有望成為一顆新的河外行星。這顆候選行星名為m51-uls-1b,據計算其半徑比土星稍小。
我們從未停止過對星系內外行星的探索,從內星系到外星系。瑞典天文物理學家Michel mayor和天文學家Didier Quiroz分享了2019年諾貝爾物理學獎,他們在1995年首次發現了一顆圍繞太陽系外主星序恒星運行的行星。這一次,研究人員如何找到這顆河外候選行星?找到這顆候選行星有什么意義?
光學望遠鏡很難直接觀察遠處的物體。天體離地球越遠,直接觀測就越困難。此前,科學家尋找河外行星的主要方法是利用微重力透鏡。
南京大學天文與空間科學學院教授周立勇解釋說,遙遠背景物體發出的光會受到前景天體引力的影響,導致光線彎曲,亮度增強。在我們看來,遙遠的物體似乎被“照亮”,這是被稱為微重力透鏡的現象。
2018年2月,發表在《天體物理快報》上的一項研究聲稱,科學家們首次利用微引力透鏡發現了一組河外行星。
微重力透鏡技術曾經被認為是探測遙遠天體的唯一有效方法。周立勇說,通過觀測微重力透鏡現象,我們不僅可以確定銀河系外行星的存在,而且可以根據信號的特征頻率計算其質量。”然而,由行星引起的微重力透鏡現象是暫時的,不能重復。因此,利用微重力透鏡現象,很難進一步確認觀測到的河外候選行星。
對于“不太遙遠”的系外行星,最常用的探測方法有凌日星法和徑向速度法。
凌日星方法的實質是研究行星凌日引起的恒星亮度變化。但引起恒星亮度變化的因素不僅是行星(凌日恒星)的遮擋,而且還與恒星自身的活動有關。像太陽黑子、爆炸等,有可能形成被測恒星的光曲線。
周立勇還表示,系外行星距離地球相對較遠,因此當它們掠過主星表面時,如果行星的半徑相對于恒星很小,我們很難在恒星的光照曲線中識別出凌日信號。”就像在1000公里外的燈光下發現一只螢火蟲。
與銀河系外的行星相比,更遙遠。”周立勇說:“在離我們銀河系數千萬光年的地方,一顆恒星本身很難分辨,它所在星球的凌日恒星幾乎不可能被觀測到。”
突破是用強弱X射線尋找河外行星。交通真的無能為力嗎?
事實上,distifano團隊使用的X射線掩星法與凌日星法基本相同。”原理是一樣的,可以給出被遮擋和被遮擋物體的相對大小信息。”中國科學院紫金山天文臺副研究員陳國說。
所謂掩星法就是通過觀察恒星的光照變化來尋找行星。當行星在觀察者和恒星之間移動時,恒星的亮度會因行星的覆蓋而改變。如果這種變化有周期性,就有可能用掩星法追蹤這顆行星。
銀河系的大部分凌日觀測都是在光學和紅外波段進行的。”周立勇解釋說:“因為一般恒星的X射線輻射弱,可見光輻射強,X射線會被地球大氣吸收,用X射線掩星法很難觀測到。”
與可見光相比,X射線波長長,能量高,更容易穿透宇宙塵埃和氣體云。所以,distifano的團隊專注于X光。