Ein möglicher Planet von Saturngröße, der in der fernen Whirlpool-Galaxie identifiziert wurde, könnte der erste Exoplanet sein, der außerhalb der Milchstraße entdeckt wurde.
Der Exoplanet-Kandidat scheint einen Röntgen-Doppelstern zu umkreisen – bestehend aus einem normalen Stern und einem kollabierten Stern oder Schwarzen Loch – mit einem Abstand von diesem Doppelstern, der ungefähr der Entfernung von Uranus von der Sonne entspricht.
Die Entdeckung öffnet ein neues Fenster für die Suche nach Exoplaneten – Planeten, die Sterne jenseits unserer Sonne umkreisen – in größeren Entfernungen als je zuvor. Obwohl bisher fast 5.000 Exoplaneten entdeckt wurden, befinden sich alle in der Milchstraße – nur wenige weiter als etwa 3.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Ein Exoplanet in der Spiralgalaxie Messier 51 (M51) – wegen ihrer charakteristischen Form auch Whirlpool-Galaxie genannt – wäre etwa 28m Lichtjahre entfernt.
Dr. Rosanne Di Stefano vom Center for Astrophysics in Harvard und Smithsonian in Cambridge, USA, die die Forschung leitete, sagte: „Seit den 1750er Jahren wird vermutet, dass die schwachen fernen Nebel, heute Galaxien genannt, Inseluniversen sind: große, gravitativ gebundene Sternpopulationen ähnlich unserer Heimat, der Milchstraße. Unsere Entdeckung des Planetenkandidaten … gibt uns den ersten Einblick in externe Populationen von Planetensystemen und erweitert die Reichweite der Planetensuche auf Entfernungen, die etwa 10.000 Mal weiter entfernt sind.“
Di Stefano und Kollegen entdeckten es mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA, indem sie nach einem charakteristischen Rückgang der Helligkeit der Röntgenstrahlen suchten, der durch den Durchgang eines Planeten vor dem Röntgendoppelstern verursacht wurde.
Diese leuchtenden Systeme enthalten typischerweise einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch, das Gas von einem nahe umlaufenden Begleitstern anzieht – in diesem Fall einem Stern mit einer etwa 20-fachen Masse der Sonne. Das Material in der Nähe des Neutronensterns oder Schwarzen Lochs wird überhitzt und leuchtet in Röntgenstrahlen.
Das von ihnen entdeckte Signal hielt etwa drei Stunden an, währenddessen die Röntgenemission auf Null absank. Basierend auf diesen und anderen Informationen schätzen Di Stefano und Kollegen, dass der Exoplanetenkandidat ungefähr die Größe von Saturn haben und den Neutronenstern oder das Schwarze Loch in etwa der doppelten Entfernung von Saturn von der Sonne umkreisen würde – ungefähr gleichbedeutend mit der Umlaufbahn von Uranus. Die Forschung wurde in Nature Astronomy veröffentlicht.
So aufregend diese Entdeckung auch ist, es werden noch mehr Daten benötigt, um zu bestätigen, dass es sich bei dem Objekt tatsächlich um einen extragalaktischen Exoplaneten handelt. Eine Herausforderung besteht darin, dass die große Umlaufbahn des Objekts bedeutet, dass es in etwa 70 Jahren nicht mehr vor dem Röntgen-Doppelstern kreuzen wird.
„Um zu bestätigen, dass wir einen Planeten sehen, müssten wir leider jahrzehntelang warten, um einen weiteren Transit zu sehen“, sagte Co-Autorin Nia Imara von der University of California in Santa Cruz. „Und aufgrund der Unsicherheiten darüber, wie lange eine Umlaufbahn dauert, wissen wir nicht genau, wann wir suchen müssen.“
Wenn ein Planet in diesem System wirklich existiert, hat er wahrscheinlich eine gewalttätige Vergangenheit erlebt. Jeder Exoplanet im System hätte die katastrophale Supernova-Explosion überleben müssen, die den Neutronenstern oder das Schwarze Loch aus einem zuvor existierenden Stern geschaffen hat. Die Zukunft kann auch gefährlich sein, da irgendwann auch der Begleitstern explodieren und den Planeten mit extrem hoher Strahlung sprengen könnte.
Die Suche nach Röntgentransiten in der Milchstraße und anderen extragalaktischen Röntgenquellen könnte zur Entdeckung anderer Exoplanetenkandidaten in ungewöhnlichen Umgebungen führen.