Question

科学家发现了一颗极端行星！距地球2800万光年，到底经历了什么？

Answer 1

除了地球之外，科学家们已经在太阳系外，发现了许多类地行星，有些类地行星与恒星的距离恰到好处，使其处于该恒星系的宜居带内。类比地球的环境，处于宜居带的行星，表面温度往往非常有利于液态水的存在，因此这样 对于生命的存在具有很大潜力的行星，科学家们将其命名为“超级地球” 。

不过， 有些类地行星 ，由于所在恒星系中的母星－恒星处于非常活跃的状态或者处于生命末期的边缘， 空间环境相当恶劣，不但生命的存在概率大为降低，而且就连行星本身的稳定都将受到威胁 ，这样的行星，科学家们也给了它们一个“称谓”－极端行星。不久前，有科学家在 距离地球2800万光年 的外星系中，就 发现了一颗“彻头彻尾”的极端行星 ，引起了人们的极大兴趣。

2012年，一束来自遥远星系的X射线源，从我们的太阳系中穿过，恰好被科学家们所发现，在发现这束射线源时，科学家们惊讶地看到，有几个小时的时间里，这个射线的强度发生了明显的下降。

而造成这个现象的原因，科学家们经过分析认为， 神秘的 X 射线“阻滞”，很有可能是被一颗行星所阻挡， 这颗行星的距离非常遥远，也很有可能打破迄今为止人类发现行星的距离纪录。通过X射线的强度分析，科学家们同时认为，这颗行星也极有可能是迄今发现的最为极端的一颗行星之一。

经过测算， X射线源来自于2800万光年的一颗恒星 。也就是说，在大约2800万年前，在 遥远的漩涡星系中，一颗蓝色的超巨星正经历着非常剧烈的“动荡”， 这颗年轻而富有活力的恒星，可能受到黑洞或者中子星引力的影响，外壳被慢慢地吞噬 ，当外界的等离子体被剥离时， 发出了比太阳还要亮100万倍的X射线 。

当X射线传输到2800万光年外的地球时，有幸被地球所捕捉到 。而在这个遥远的星系中，有 可能存在着一颗土星大小的行星 ，在这颗行星围绕恒星公转的过程中，周期性地阻挡了一部分X射线的照射，从而在地球上观察到X射线强度的周期性下降，这一点非常类似 天文学家通过凌日法搜寻行星 的特征。

由于这颗行星距离地球非常遥远，从现在的天文观测技术手段来看，我们还不能从别的渠道来证实它的存在，因此被科学家们界定为一颗该恒星系的候选行星。假如这颗行星被证实的话，那么 它将是迄今为止第一个被精确定位的恒星系统，同时也提供了一种在遥远星系中寻找行星的新方法。

在银河系内寻找行星，目前天文学家应用的主要方法， 就是来观察这个行星公转轨道上的行星，判断恒星亮度的周期性变化，也就是前面说到的 “凌日法” 。而如果拓展到银河系之外，由于系外恒星距离被拉大到很多倍，来自系外恒星的光线强度就会衰减地非常厉害，那么要寻找系外恒星系中的行星，难度也将提高很多倍。

所以，目前 天文学家在银河系外搜寻行星，很少直接依赖于对系外恒星光度的测量，而是选用引力透镜法。 所谓引力透镜，依据的是爱因斯坦的广义相对论。恒星等大型天体由于强大的引力作用，会使周围的时空产生扭曲，光线同样也会如此。如果一颗恒星碰巧从地球和更远的光源之间经过，从我们的角度来看，这颗恒星可以暂时放大那个遥远的光源，从而产生明显的闪光现象，天文学家们称其为微透镜事件。

而 假如一颗恒星有行星围绕它公转，那么行星的存在，就将影响到该恒星引力透镜的形状 ，就好像在相机的镜头上添加一小块玻璃，照出的照片图像会发生一定程度地扭曲一样。运用这个规律， 天文学家们如果在微透镜事件中，监测到这种变化，就可以拿来推断这颗系外恒星的周围是否存在着行星 。

到目前为止，天文学家们已经通过这种方法，发现了银河系内的 118 颗行星，而且在银河系外，也发现了若干候选行星。不过，这种方法所提供的关于恒星以及围绕它们运行的行星细节非常少，尤其是在更加很远的距离上。基于这个问题，哈佛大学和加州大学的研究团队， 提出了应用X射线的方法来搜寻系外行星的方法 。

当一对紧密结合的恒星在彼此周围跳舞时，就会形成 X 射线双星，然后其中一颗恒星死亡并坍缩成黑洞或称为中子星的极其致密的恒星尸体 。坍塌天体的巨大引力从其伴星上撕下物质，如此猛烈，以至于该系统会发出 X 射线的光芒。 如果一颗行星能够在这种混乱的环境中存活下来，它的轨道可能会恰好在地球和 X 射线源之间通过 ，从而揭示这个世界的存在。

2018 年夏天，上述研究团队利用钱德拉 X 射线天文台和欧洲航天局的 XMM-牛顿望远镜收集的档案数据进行拖网操作，以寻找 X 射线双星信号的波动，很快，他们就发现了来自 2800外光年这个遥远恒星发出的候选信号。

在对 历史 数据进行分析的过程中，研究团队发现，在2012时，所有能量的 X 射线到达地球时都变暗了，几乎降为零，这强烈暗示着一个巨大的固体、不透明的物体挡住了它们传输的路线。 如果阻挡X射线的是一颗恒星，它将充当一个引力透镜，这有很大的几率使双星在凌日过程中变得更亮 ，而不是像观察到的那样变暗。而 如果遮挡物是一团星际尘埃云，那么也会使部分的X射线通过，不会变暗到如此程度 。基于这些观测数据以及分析结果，研究团队认为， 在遥远的这个恒星系统中，一颗巨大的行星，在这个非常暴力、非常年轻、非常恶劣的空间环境中生存了下来。

大家可以试想一下， 在一个X射线强度是地球周围环境100万倍的空间中，这颗行星所经历的处境是何等的恐怖 。在这样极端环境下能够生存行星，这 或许为今后的寻找行星以及理解行星，开辟了一个全新的研究空间 。