天文学家或首次发现银河系外行星，有什么重大意义？
天文学家一直在寻找除了地球之外的行星，在太阳系之外，天文学家已经确定了数千颗行星，这些行星大小各异，拥有各种不同的形态。虽然在银河系内，但行星的发现非常困难，由于目前的天文观测能力有限，天文学家需要通过行星的“过境现象”，寻找行星的蛛丝马迹——当行星经过恒星和地球之间时，地球可以观测到恒星的亮度被遮挡，进而判断是否存在行星。天文学家首次发现银河系外的行星：迄今为止，天文学家已经在银河系内部，太阳系之外，发现了5000多颗行星，但这些行星都在银河系内部。而天文学家在利用NASA的射电望远镜进行观测时，发现了银河系之外的过境现象。一颗行星穿越了银河系外的一颗恒星，让地球上的天文学家捕捉到了亮度变化。这是人类第一次发现银河系外的行星，位于梅西耶螺旋星系，距离地球大约2800万光年，目前这颗行星还未命名，科学家也在寻找其他证据证明这颗行星的存在。这一发现完成了在不同星系探索行星的壮举，也证明了天文学家可以在地球找到其他星系的行星。然而目前科学家只发现了这颗行星的过境证据，想要确定这颗行星的细节信息，还需要等待下一次过境现象出现，而根据天文学家的计算，该行星下一次穿过恒星和地球之间，需要等待至少70年时间。漫长的时间和不确定性，让银河系外的行星发现非常困难，而且机会转瞬即逝。为什么要寻找系外行星？科学家一直在寻找太阳系之外的行星以及银河系之外的行星，这些行星的发现和确定都非常困难，而且依靠目前的天文观测技术，很难对系外行星进行细致的观测。只能通过过境现象以及光线的弯曲现象，大致判断行星的大小和质量，同时利用光谱分析，判断行星的大气组成，但由于距离过于遥远，误差往往非常大。从目前的角度来看，寻找系外行星，无法判断行星是否能够成为另一个人类家园，也无法确定行星的探索价值，但是系外行星依旧是科学家太空探索的关键。寻找系外行星，是一个“前人种树，后人乘凉”的过程。虽然目前的观测能力，不足以进行细致的行星观测，但是随着科学技术的发展，下一代天文望远镜预计将在不久后出现，届时天文学家将可以清晰观测到太阳系外的行星，从而帮助科学家进行更加细致的判断，甚至可以直接找到适合生命生存的其他行星。天文学家在银河系内，发现了很多岩石行星，其中也有类似木星的气态行星，这些行星都是人类未来探索宇宙的方向——岩石行星可以作为人类探索宇宙的临时落脚点，帮助人类进行补给，气态行星可以作为燃料能源的补给站。虽然以人类目前的科学水平还很难实现全面的太空探索，但随着宇宙探索进程的加快，宇宙的奥秘也会被逐渐揭开！
人类首次在银河系以外发现行星的踪迹
M51“涡状星系（Whirpool Galaxy）”。 NASA / ESA 距离地球2300万光年，位于大熊座的“涡状星系（Whirlpool Galaxy）”M51，可能会成为人类发现的首颗“河外行星”的所在地。 哈佛-史密森天体物理学研究中心的天体物理学家Rosanne Di Stefano等人最近在论文中称这颗可能存在的行星为M51-ULS-1b，比土星稍小，围绕一对双星运行，距离轨道中心大约10个天文单位（AU）。 虽然自1992年以来人们在银河系内发现了数千颗行星，且估计银河系内存在的行星总数超过400亿，但是要在银河系以外的星系中发现行星难度非常大。原因很简单，因为河外星系距离我们十分遥远，很难把其中的恒星区分开，更不要说在它们身旁寻找行星。 能够发现这颗可能存在的“河外行星”也有一点点运气的成分。它围绕运行的双星中有一颗是中子星，甚至有可能是黑洞，正在以惊人的速度吞噬大质量伴星的物质。坠向中子星或黑洞的星尘在此过程中释放出了大量能量，把这对双星变成了M51星系中最明亮的X射线源之一。其X射线的亮度相当于太阳所有波段电磁波产出的100万倍。 由于产生X射线的源头，也就是中子星或黑洞很小，因此假如有一颗大小如同土星的行星在距离它数十亿公里的地方，在我们的视线上掠过X射线源的表面，是完全可以把X射线源遮掩住的。而这个可能存在的遮掩过程，于2012年9月20日传到了地球，刚好被钱德拉X射线太空望远镜捕捉到。 整个过程持续了大约3小时，在此过程中X射线源逐渐变暗消失，随后又慢慢出现。但是在当时，研究人员未对这类短时变化进行搜索，因而没人注意到。 X射线源的这种变化可能有多种原因。一种原因是有一颗小型的类恒星天体，比如白矮星，挡住了它。但是研究人员认为不可能是白矮星，因为这对双星相对年轻，还不至于在近旁演化出白矮星这类需要较长演化时间的天体。 第二种可能是X射线源本身的自然变化。例如有物质在坠向中子星或黑洞的过程中遮掩了X射线源。但是研究人员认为，这类遮掩过程导致的X射线源亮度变化带有一种特殊的非对称性频率特征，而这种特征并没有出现在观测数据中。 研究人员认为这次事件带有典型的凌星特点，且在凌星过程中起到遮掩作用的天体和被遮掩的X射线源大小是相近的。引发此次事件的最有可能是一颗行星。 这是有史以来人类首次在银河系以外发现行星的踪迹。而Di Stefano等人认为，第二例很快就会出现，因为他们目前分析的数据只占钱德拉X射线观测数据库的一小部分。M51-ULS-1b是“河外行星”的首个候选者，但不会是最后一个。
距离地球2800万光年，科学家发现首个银河系之外的行星
如今在天文学的帮助下，我们知道了太阳系中行星一共有八颗，这八颗行星从内侧排序，依次分别是水星，金星，地球，火星，以及木星，土星，天王星和海王星，它们从诞生的那一刻起，便不停地围绕太阳旋转。 其实在早期时期，科学家们并不知道行星在宇宙是普遍存在的，由于当时观测技术条件的限制，只是猜想太阳系外或许还存在着行星。直到 20世纪90年代初 ，系外行星这一猜想才被证实。 1995年，瑞士天文学家首次发现第一颗系外行星，这颗行星距离地球大约为50光年，位于飞马座，是一颗热木星。 至此以后科学家通过径向速度法和凌日法又相继发现了其他行星， 从2002年开始，每年都有数十个系外行星 被发现，截止到目前为止已经在近3500个恒星系统中发现了4800多颗行星，其中有气态行星，还有类似地球的宜居行星 如我们所熟知的开普勒452B以及开普勒22b等等。 这些行星的发现，也使得我们对宇宙的认知进一步加深。 不过这些发现的行星虽然都是系外行星，但是有一个事实我们不得不接受，那就是它们依然还在我们银河系之内，最远的不过几千光年之遥。由于银河系的直径长达16万光年，拥有近4000亿颗恒星，而河外星系又距离我们非常遥远，这导致发现银河系之外的行星极其困难 但近日，根据最新一期的《自然天文学》杂志消息，却有了一个重大发现，来自哈佛大学的天文学家们或发现了首颗河外行星，这颗行星位于地球2800万光年外的M51星系。 M51星系一个碰撞星系，实际上是由两个星系组成，大的名为M51a，旁边的伴星系名为M51b，而这颗行星便是处与大星系M51a中 当时天文学家通过钱德拉射电线，用凌日法原理，在M51a的一条悬臂上探测到了一个明亮的射电源，数据显示它是一个双星系统，其中有一颗大质量恒星在围绕个致密星运动，并且不断的被致密星吸积，产生大量的X射线，这个致密星或许是一颗中子星又或许是一个黑洞。 而天文学家在观测这个射电源时，就是发现这个射电源的亮度有一段时间迅速下降，然后又恢复，于是科学家推测，这可能是有一颗行星在围绕这颗致密星运动，才导致它的亮度忽明忽暗，因为一般情况下只有行星经过时，才会出现类似凌日现象。 不过由于目前获得的数据较少，只是猜测它有极大可能是一颗行星，现在还无法百分之百确定，相信随着长时间的观测之后，答案最终会揭开，到那时也将是天文史上的重大发现！
科学家在2800万光年外星系发现行星，是史上最远的行星
10月25日发表在学术杂志《自然天文》上的一项研究成果表明，在遥远的2800万光年外的星系中，似乎潜藏着土星大小的行星。如果得到确认，这将是迄今为止发现的距离最远的行星。 2800万年前，在遥远的螺旋星系中，一颗年轻的蓝色恒星陷入了困境。这颗恒星是与强大的伙伴天体(可能是黑洞或中子星)的联星系统，伙伴的重力非常强，吸收了年轻恒星的外侧。从恒星中剥离等离子体后，发射出了比太阳强100万倍的X射线。 之后，有什么东西从这颗闪耀着X射线的恒星前面经过，从我们的视野挡住了这颗恒星的光长达数小时。 2800万年后的2012年，环绕地球的X射线望远镜捕捉到了来自这颗星球的信号的短暂下降。宇宙物理学家 罗珊娜·迪·斯蒂法诺 率领的研究小组目前主张，阻挡X射线的这个神秘物体可能是迄今为止发现的距离最远、环境最恶劣的行星。 根据论文，位于螺旋星系内的X射线联星系统 “M51-ULS-1” ，在与太阳到天王星的距离差不多的位置上，被认为有土星大小的行星。 如果这颗行星真的存在的话， M51-ULS-1 将成为第一个精确确认拥有 “银河系外行星” (在我们所属的银河系之外发现的行星)的星系。 哈佛·史密松 天体物理学中心的研究人员 迪·斯蒂法诺 说：“这个行星候选者是在别的星系被发现的，这一事实令人震惊。” 这个天体是否真的是行星还没有被确认，今后有必要观察X射线的周期性衰减是否会多次发生。但是，该天体绕轨道一周预计需要数十年，如果进一步确认多次衰减的话，需要100年以上的时间。 美国 麻省理工学院 的系外行星研究者 克里斯·伯克 说：“即使有一定的知识，结果也要等到揭开盖子才知道。” 尽管如此，这次的研究为我们寻找遥远星系中的行星带来了新的方法。另外，这表明行星也有可能存在于比目前所认为的更严酷的星系中。 天文学家在银河系内寻找太阳系外行星的主要方法是观测 行星 环绕的 恒星 ，但要应用于其他星系中的恒星并不容易。 迪·斯蒂法诺 说：“例如，当对象距离我们1000倍远时，我们能检测到的光的强度就会减少到百万分之一。”，“这是很大的不同。” 迄今为止，天文学家在寻找银河系外的行星时，主要依靠 引力透镜效应 。所谓 引力透镜效应 ，是指像恒星这样的大天体使自身周围的时空发生扭曲，从而使进入的光发生弯曲的现象。如果一颗恒星从遥远的光源和地球之间穿过，从地球上看，由于该恒星的透镜效应，会暂时聚集大量的光。 如果那颗恒星有行星的话， 引力透镜 的形状也会受到影响。举个例子，如果在相机镜头上加上小玻璃块，照片就会微微扭曲。通过检测这种变化，可以推测恒星周围是否存在行星。 通过这种方法，迄今为止已经在银河系内发现了 118颗行星 ，在银河系外也检测到了行星候选者。2004年，对 仙女座星系 进行观测的研究人员表示，他们捡测到了不同于一般的引力透镜信号。而且2009年的追踪调查暗示这个信号的来源是有行星的恒星。 但是，这种方法几乎无法了解恒星及其周围行星的详细情况。如果对象远在千里之外，更是如此。 仙女座星系 的信号异常是在望远镜照相机传感器的一个像素内发生的。 2018年， 迪·斯蒂法诺 和哈佛大学的博士研究员、现在加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的 尼亚·伊马拉 提出了在银河系外寻找行星的另一种方法。那就是在被称为 X射线联星 的星系内寻找。 X射线联星 的形成是附近的两颗恒星围绕着对方旋转，然后其中一颗死亡而崩溃，成为黑洞或被称为中子星的密度极高的恒星的尸体。崩溃的天体巨大的重力猛烈地夺走了同伴恒星的物质，星系发出X射线的光芒。 如果行星在这种混沌的环境中存活下来的话，它偶然地穿过地球和X射线源之间，就有可能确认行星的存在。 2018年夏天， 迪·斯蒂法诺 和 伊玛拉 的团队对NASA的 钱德拉X射线观测卫星 和欧洲航天局(ESA)的 XMM-牛顿卫星 收集的档案数据进行了详细调查，试图寻找X射线 双星信号 的波动。很快，就发现了来自 M51-ULS-1 的候选信号。 接下来，研究人员研究了 M51-ULS-1 的光衰减是否可以从行星以外的其他原因来解释。因为 X射线联星 的亮度有时会发生变化。到目前为止，还没有找到能够替代这种解释。 在2012年的信号中，所有能量的X射线几乎为零，这强烈暗示有固体的不透明物体挡住了X射线。如果阻挡X射线的物体是尘云，那么至少一部分X射线应该能够通过。 如果那个物体是恒星，它就会充当引力透镜，在它通过的过程中，双星不会像观测到的那样变暗，而是会变得更亮。 如果 M51-ULS-1 真的存在行星的话，那是非常残酷的，因为它是在非常年轻的星系中生存下来的。 伯克 说：“在这个星系中形成行星是不可能的，因为它的活动太剧烈了。” 如果能在 X射线联星 中发现更多的行星，这将成为了解星系产生行星有多容易的线索。 迪·斯蒂法诺 表示，希望研究人员能够采用这种方法，调查银河系内 X射线双星系统 等更多的X射线档案数据。 “通过这种方法，研究领域将会大大扩大。希望能得到广泛的应用。”
