Đối với những người quan tâm đến khoa học vũ trụ - hoặc thậm chí là khoa học viễn tưởng - các nhà thiên văn học đã nhận được đầy đủ các tin tức hấp dẫn trong vài năm qua. Khi công nghệ được cải thiện, các nhà nghiên cứu đã có thể khám phá ra nhiều thiên thể hơn chúng ta từng tưởng tượng, từ sao chổi và tiểu hành tinh đi xuyên qua hệ mặt trời đến vật chất tối và hành tinh quay quanh các ngôi sao xa xôi .
Giờ đây, chúng ta có bằng chứng về các hành tinh vượt xa những hành tinh mà chúng ta từng khám phá trước đây. Nhưng tất cả các hành tinh mà chúng ta đã tìm thấy thông qua công nghệ tiên tiến của mình đều nằm trong dải Ngân hà của chính chúng ta , cho đến bây giờ là như vậy.
Trong một bài báo được xuất bản vào ngày 25 tháng 10 năm 2021, trên tạp chí Nature Astronomy , một nhóm các nhà thiên văn học và vật lý thiên văn đã đưa ra một ứng cử viên hành tinh mới ở xa hơn chúng ta từng thấy trước đây. Nó được gọi là M51-ULS-1b và nằm ở Messier 51, còn được gọi là Thiên hà Xoáy nước. Trong khi con người có thể không bao giờ nhìn thấy - hoặc thậm chí xác nhận - sự tồn tại của M51-ULS-1b, thì ngay cả thực tế lý thuyết của nó cũng mở đường cho nhiều khám phá hơn trong vùng sâu của không gian ngoài bất cứ điều gì được phát hiện trước đây.
Làm thế nào chúng tôi tìm thấy hành tinh
Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ các kính viễn vọng không gian và đặt trên Trái đất để tìm các hành tinh nằm ngoài các hành tinh trong hệ Mặt trời của chúng ta, được gọi là ngoại hành tinh . Thông thường, các nhà nghiên cứu tìm kiếm một sự kiện " quá cảnh ", khi quỹ đạo của hành tinh đưa nó đến trước ngôi sao của nó, theo quan điểm của chúng ta. Quá cảnh cũng xảy ra trong hệ mặt trời của chúng ta; bạn có thể nhớ lại một trong những lần chuyển đổi gần đây nhất xảy ra vào năm 2019 khi sao Thủy nhỏ đi qua trước mặt trời.
Tùy thuộc vào kích thước của hành tinh so với ngôi sao, một sự kiện quá cảnh sẽ làm cho độ sáng của ngôi sao bị mờ đi - ngay cả khi ngôi sao không phát ra ánh sáng dọc theo bước sóng nhìn thấy được; đó là lý do tại sao Đài quan sát tia X Chandra được sử dụng để khám phá ứng cử viên hành tinh mới này.
Trong nhiều trường hợp, các nhà nghiên cứu có thể quan sát sự mờ đi của ngôi sao và phỏng đoán rằng một hành tinh phải quay quanh ngôi sao đó (hoặc các ngôi sao, vì có những hệ thống sinh học mà một hành tinh hoặc các hành tinh quay quanh hai ngôi sao!). Các ứng cử viên hành tinh này được đưa ra để cộng đồng khoa học xác minh với dữ liệu bổ sung, và đã tạo ra hơn 4.000 hành tinh ngoài hành tinh được xác nhận . Cho đến thời điểm này, mọi ngoại hành tinh được đề xuất đều nằm trong một vùng nhỏ của thiên hà của chúng ta , Dải Ngân hà.
Nhìn ra bên ngoài Dải Ngân hà
Điều gì làm cho giấy mới này hấp dẫn là đề xuất rằng các nhà nghiên cứu có một ứng cử viên hành tinh ngoài thiên hà Milky Way - cách bên ngoài thiên hà Milky Way, trên thực tế. Theo nghiên cứu của họ, các nhà thiên văn học và vật lý thiên văn chịu trách nhiệm phát hiện ra M51-ULS-1b ước tính nó cách Trái đất khoảng 28 triệu năm ánh sáng .
Các nhà nghiên cứu đã chọn nhìn ra bên ngoài khu vực lân cận thiên hà của chúng ta vì hai lý do. Đầu tiên, xác suất phát hiện ra một ứng cử viên hành tinh bằng kỹ thuật chuyển tiếp tia X sẽ cao hơn, vì các nguồn tia X chiếm một không gian vật lý nhỏ hơn và do đó có nhiều khả năng bị che khuất hoàn toàn trong quá trình di chuyển.
"Tiến sĩ Di Stefano và Tiến sĩ Imara ban đầu đề xuất tìm kiếm các nguồn tia X với một số mục tiêu trong đầu", Theron Carmichael, một trong những tác giả của bài báo, nói thay mặt cho nhóm. "Một trong số đó là tìm kiếm các tệp nhị phân tia X lưu trữ hành tinh tiềm năng bởi vì các tệp nhị phân này đủ nhỏ về mặt vật lý để một hành tinh có thể làm lu mờ hoàn toàn tín hiệu tia X của chúng."
Lý do thứ hai là thực tế: Nhóm nghiên cứu có quyền sử dụng Đài quan sát tia X Chandra vào thời điểm đài quan sát này hướng vào một khu vực không gian nơi có rất nhiều điểm dữ liệu. Carmichael giải thích: “Tiêu điểm bên ngoài Dải Ngân hà là do số lượng nguồn tia X trong trường quan sát của Đài quan sát Chandra. "Điều này làm cho mọi thứ thuận tiện hơn để quan sát bằng cách cho phép tập trung vào một khu vực của bầu trời và không phải hướng kính viễn vọng vào các vị trí rất khác nhau trên bầu trời."
Mặc dù chắc chắn có các nguồn tia X trong thiên hà Milky Way, nhưng "cho đến nay, chúng tôi không biết về bất kỳ ứng cử viên ngoại hành tinh mới nào quay quanh nguồn tia X trong Milky Way", Carmichael nói. "Kỹ thuật này chắc chắn có thể áp dụng cho các nguồn tia X trong Dải Ngân hà." Và có lẽ bây giờ, các nhà khoa học sẽ có cảm hứng để xem xét khi đến lượt họ xuất hiện trên Chandra.
Xác minh ứng cử viên hành tinh này
Thật không may, do khoảng cách cực lớn của hành tinh này với Trái đất và cấu tạo hệ thống độc đáo, sẽ mất nhiều thời gian để xác minh xem M51-ULS-1b có thực sự ở đó hay không. Cụ thể, M51-ULS-1b quay quanh hai ngôi sao: một ngôi sao neutron hoặc lỗ đen (các nhà thiên văn học không chắc chính xác là sao) phát ra các tia X quan sát được mờ đi trong quá trình di chuyển và một ngôi sao đồng hành có khối lượng gấp 20 lần khối lượng của chúng ta mặt trời .
Ứng cử viên hành tinh quay quanh cả hai thiên thể này - làm cho nó trở thành hình tròn - và mất khoảng 70 năm để thực hiện một quỹ đạo. Vì vậy, lần tiếp theo một phương tiện có thể được hiển thị sẽ là vài thập kỷ kể từ bây giờ.
Carmichael nói: “Vì sự kiện vận chuyển tiếp theo là không chắc chắn (có thể là hàng thập kỷ kể từ bây giờ, hoặc lâu hơn nữa), nên không có bất kỳ kế hoạch nào để thực hiện các quan sát tiếp theo về ứng cử viên hành tinh cụ thể này,” Carmichael nói. "Thay vào đó, các quan sát tia X mới và dữ liệu lưu trữ của các quan sát trước đó sẵn có hơn để tìm kiếm nhiều ứng cử viên hành tinh như hành tinh này."
Vì vậy, mặc dù sự tồn tại của M51-ULS-1b có thể không bao giờ được xác minh, nhưng các nhà nghiên cứu có kế hoạch sử dụng nó làm nguồn cảm hứng để tìm kiếm các ứng cử viên hành tinh khác như nó vượt xa giới hạn của thiên hà chúng ta và có lẽ ngay cả trong thiên hà của chúng ta.
Bây giờ điều đó thật thú vị
Giống như tất cả các ứng cử viên ngoại hành tinh, hành tinh này có một cái tên phức tạp, M51-ULS-1b, giúp các nhà thiên văn học hiểu được vị trí của nó (thiên hà M51) và hệ thống. Các nhà nghiên cứu muốn đề xuất một thuật ngữ mới để mô tả các hành tinh như M51-ULS-1b: ngoại hành tinh. Carmichael, một trong những người phát hiện ra ngoại hành tinh đầu tiên trong lịch sử cho biết: “Do tính chất độc đáo của hành tinh này nằm ngoài Dải Ngân hà, chúng tôi thích thuật ngữ ngoại hành tinh (sự kết hợp của“ ngoại thiên hà ”và“ hành tinh ”).
