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作者：莫妮卡·扬
翻译：贺玉影
校对：朱宸宇
审阅：牧夫校对组
编排：陶邦惠
后台：库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳 董腾晨
原文链接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/did-we-find-a-planet-in-another-galaxy/
以一种革新性的方法，天文学家真的检测到了一颗所谓“河外行星”的信号，不过，想要确认其为事实却仍旧是一个难题。
我们的银河里行星遍布：即便不算上数千颗面貌模糊的“候选星”，我们至今也已找到了约5000颗行星。像这样充足的行星量也存在于其他的星系之中，并且，由于距离太远，我们的现有的技术手段通常无法检测到。
而现在，哈佛大学和史密森尼学院天体物理学中心的罗姗·迪斯蒂法诺领导的天文学家团队找到了一颗很可能是银河外的系外行星，或按照他们的叫法，“河外行星”，研究结果已发表在《自然-天文学》。但即便它确实存在，它所在的位置却颇为凶险：一个黑洞的旁边。具体而言，这颗候选行星围绕着一个发射x射线的双星系统（xrbs）运行，双星之中有一个可能是黑洞或中子星，正从自己的伴星上抽出物质。
这种现象有可能是一颗在漩涡星系中的行星从2800万光年外的黑洞前穿过。这个黑洞从一颗明亮的大质量伴星中吸取物质，这些物质在朝黑洞里转进去的过程中变热了。这颗行星短暂地挡住了离黑洞最近的相对较小的x射线发射区域。
有可能是一颗在漩涡星系中的行星从2800万光年外的黑洞前穿过。这个黑洞从一颗明亮的大质量伴星中吸取物质，这些物质在朝黑洞里转进去的过程中变热了。这颗行星短暂地挡住了离黑洞最近的相对较小的x射线发射区域。
到这种地方搜寻系外行星，听起来有点奇怪，但话说回来，迄今为止发现的第一颗系外行星1，就是围绕着一个致密星（脉冲星）2运行，而不是普通的恒星。
该方法的关键是发射的相对大小。当恒星物质螺旋式地进入黑洞时，靠近中心附近区域的物质会加热并发射出x射线。如果一颗行星从这经过的话，它会挡住大部分或全部的射线。一个地球大小的行星可能会挡住几分钟，一个木星大小的行星可能会挡上数小时。
如果漩涡星系中真有一颗行星围绕着x射线双星系统旋转，上图描述了其可能的构造。从地球的角度来看，这颗土星大小的行星能阻挡一个直径为5万公里的x射线发射区域约3小时。这个轨道很远，所以这样的凌在很长一段时间内都不会再发生。
credit: nasa / cxc / m. weiss
迪斯蒂法诺和团队着手调查较近的三个旋涡星系，搜寻发射x射线的双星系统（xrb）的信号。其中漩涡星系m51、风车星系m101这两个是正向星系，另一个草帽星系m104是侧向星系。
他们在漩涡星系寻到宝了。漩涡星系离我们有2800万光年，当中，明亮的xrb系统m51-uls-1看起来像是有一个黑洞在蚕食一颗巨大、亮蓝色的恒星。旋转的恒星物质放射出大约5万公里宽的x射线区域。而天文学家看着那光亮忽然变暗了十倍，并在三个小时之后恢复。
遮蔽不一定是行星造成的，研究小组也考虑了其他可能。但是大多数其他可能导致这种变暗的原因，例如气体云的通过或时黑洞的蚕食中断，都会导致一些能量下降更早或比其他能量下降更多。相比之下，m51-uls-1的变暗程度是一样的。经过的物体也不可能是白矮星，它的极端引力会使光线弯曲，将其放大而不是遮挡。
迪斯蒂法诺的团队尝试了不同大小和距离的组合，看看什么样的组合能与他们观察到的骤暗相匹配，结论是：“这个凌星天体的大小很有可能要比木星小。”
迪斯蒂法诺说：“在别的银河找到这颗候选行星的喜悦和感动令人难以形容，我们这些研究者一直在努力去看到更多，去发现那些本来不会被发现的东西"。
方框表示漩涡星系m51中放射x射线的双星系统的位置，该系统可能拥有一颗外行星，距离地球2800万光年。
x-ray: nasa / cxc / sao / r. distefano, et al.; optical: nasa / esa / stsci / gendler
但别忘了这个物体也有可能是颗褐矮星或是小质量星。没有参与这项研究的斯科特·沃克（他也在天体物理中心）指出，许多大质量恒星系统不光有两颗恒星，还可以有第三颗或第四颗。如果说挡住x射线的天体是一颗在遥远轨道上的小质量星，这并非不可能。
沃克3补充道：“毕竟，这要真的是一颗行星的话那也太走运了吧。”在2000个已研究的光变曲线中找到一颗行星的几率是很小的，也就百万分之一吧。
但是迪斯蒂法诺指出，我们还不能确定含有行星的xrb系统有多少。如果这种系统其实有很多，那这次找到的这个根本就谈不上“与众不同”。“还需要更多的发现，来比较我们的观察结果和理论，”她补充道：“我觉得往后十年肯定还会找到的。”
虽然我们并不知道是不是一颗行星导致了x射线的骤暗，这次观察结果佐证了迪斯蒂法诺和伙伴们想用来得到更多发现的理论，不仅适用于我们的银河，也适用于其他的银河。她说：“靠这个方法，我们接下来会学到很多的。”
就算我们无法和其他星系的文明取得联系，用迪斯蒂法诺的办法，我们至少可以知晓河外行星是不是也像我们银河里的这样多。
译者注：
[1]首次发现的系外行星：1992年aleksander wolszczan和dale frail发表了他们发现一颗围绕脉冲星的行星。
[2]pulsar脉冲星：有107-109t强磁场的快速自转中子星。发射规则的毫秒至百秒级的短周期脉冲辐射是其基本特征。neutron star中子星：依靠简并中子的压力与引力相平衡的致密星。compact star致密星：恒星的核能耗尽，经引力塌缩后，内部的物态以量子力学效应起主导作用，平均密度达109kg/m3以上的恒星。（以上引自nadc.china-vo.org）
致密星是白矮星、中子星、奇特星、黑洞等一类致密天体的总称，它们与正常星的主要区别是不再有核燃料进行聚变反应，热压力不足以与自身的引力保持平衡，因而塌缩成尺度非常小、密度非常大的天体。致密星通常是恒星演化末期的终结形态，恒星演化为何种致密星主要取决于恒星的质量。一般来说，质量在1倍至6倍太阳质量的恒星最终演化成白矮星，并伴随有质量损失，其外壳向外抛出，形成行星状星云。质量为3至8倍太阳质量的恒星演化成中子星，更大质量的恒星则坍缩成黑洞。（以上引自中文维基百科）
[3]斯科特·沃克的研究也是利用x射线的，参考https://www.cfa.harvard.edu/people/scott-j-wolk
rosanne di stefano
照片版权：哈佛大学
scott j. wolk
责任编辑：郭皓存
牧夫新媒体编辑部
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