X射线不仅能拍胸片还能找星星

　　天文学家发明银河系外行星证据

　　X射线不仅能拍胸片还能找星星

　　9月25日，在预印本网站arXiv.org上刊载的一篇论文激发存眷，美国哈佛大学史密森尼天体物理中心的天文学家罗珊娜·迪斯蒂法诺及其研究团队操作钱德拉X射线天文望远镜得到的数据，通过X射线掩食法在间隔地球2800万光年外的涡状星系(Whirlpool Galaxy)中发明白一颗候选行星，这有望成为一颗新发明的银河系外行星。据计较，这颗被定名为M51-ULS-1b的候选行星半径略小于土星。

　　从太阳系内到太阳系外，从银河系内再到银河系外，人类摸索遥远行星的脚步从未遏制过。瑞典天体物理学家米歇尔·马约尔和天文学家迪迪埃·奎洛兹，就是凭借1995年首次在太阳系外发明一颗环绕主序星运行的行星，配合分享了2019年诺贝尔物理学奖。这一次，研究人员如何发明这颗银河系外的候选行星？发明这颗候选行星有什么意义？  

　　光学望远镜难以直接视察遥远天体

　　天体间隔地球越遥远，就越难用望远镜直接视察。此前，科学家寻找银河系外行星的主要要领是操作微引力透镜现象。

　　南京大学天文与空间科学学院传授周礼勇表明道，遥远处配景天体发出的光泽会受处于前景的天体引力所影响，产生光泽弯曲、光度加强等现象。在我们看来，遥远处的天体就像被“增亮”了，这种现象被称为微引力透镜现象。

　　2018年2月，一项颁发在《天体物理学快报》上的研究宣称，科学家首次发明银河系外的一群行星，操作的就是微引力透镜现象。

　　操作微引力透镜现象一度被认为是有效探测距地球遥远天体的独一要领。周礼勇暗示，通过调查微引力透镜现象，不只可以确定银河系外行星的存在，还能按照信号的特征频率推算出其质量。“不外，行星引起的微引力透镜现象转瞬即逝，且无法反复，所以操作微引力透镜现象调查到的银河系外候选行星，很难获得后续视察的进一步证实。”周礼勇说。

　　而对付“不那么遥远”的太阳系外行星，最常用的探测要领包罗凌星法和径向速度法。

　　凌星法的本质是研究行星凌星所造成的恒星亮度变革。但造成恒星亮度变革的因素不但有行星的遮挡(凌星)，尚有大概来自恒星自己的勾当。就像太阳黑子、发作等，这些都有大概形成被丈量恒星的光变曲线。

　　周礼勇也暗示，系外行星间隔地球较量远，所以当它们擦过宿主恒星外貌时，假如行星半径相对付恒星而言很小，我们很难在恒星的光变曲线中识别出凌星的信号。“这就像寻找1000公里外路灯下的一只萤火虫一样难。”他说。

　　相较于银河系老手星，银河系外行星间隔地球越发遥远。“间隔我们几千万光年的银河系外，单个恒星自己已经难以判别，其行星的凌星就险些不行能视察到了。”周礼勇说。

　　打破口是忽强忽弱的X射线

　　寻找银河系外行星，凌星法真的无能为力吗？

　　实际上，迪斯蒂法诺研究团队所利用的X射线掩食法跟凌星法根基一致。“道理上都是一样的，都可以或许给出遮挡与被遮挡天体相对巨细的信息。”中国科学院紫金山天文台副研究员陈果说。

　　所谓掩食法，即通过视察恒星的光泽变革环境来寻找行星。当行星运行到视察者与恒星之间时，恒星亮度会因行星的讳饰产生变革。假如这一变革存在周期性，那么我们就有大概操作掩食法追踪到这颗行星的踪迹。

　　银河系内的凌星视察大多在光学和红外波段举办。“因为一般恒星辐射的X射线较弱、辐射的可见光较强，并且X射线会被地球大气接收，用X射线掩食法举办视察就较量难。”周礼勇表明道。

　　与可见光对比，X射线波是非、能量高，更易穿透宇宙尘土和睦体云团。因此，迪斯蒂法诺研究团队存眷的就是X射线。