M51-ULS-1b：第一颗被发现的河外行星-浩瀚科普

在1995年之前，人类所发现的行星还仅限于太阳系中的各个大行星、矮行星和小行星，虽然科学家知道在太阳系外肯定也存在着大量的行星，但是受限于观测和识别技术，所以这也只是一个猜测，直到1995年科学家发现了第一颗系外行星——飞马座51b。这样的发现填补了人类的知识空白，在接下来四分之一世纪的时间里，科学家又发现了超过4000颗系外行星。

但是新知识都会带来新问题，到目前位置，科学家发现的系外行星都是位于银河系中，但是这并不代表其他星系中就不存在行星，只是受限于当前的技术水平，所以对于河外行星（银河系外其他星系中的行星）识别工作就比较困难了。

在银河系中识别系外行星主要采用了两种研究方法：凌日法和径向速度法。但是这两个方法都有各自的局限性，用在银河系内部的系外行星观测上有效，但是却并不适用于河外行星。所以想要寻找河外行星，科学家就不得不开发出各种新的技术，其中一种技术是引力微透镜技术。

在宇宙空间中，存在着很多恒星，而在地球观测的方向上，经常会发生一颗星球从另外一颗星球“前面”经过，这样，因为星球引力的影响，就能够折射遥远星球上的光线，通过这种方式科学家就能够了解到遥远星球的一些特性，这项技术就被叫做引力微透镜技术。

但是这项技术也并不完美，实际上它的局限性很强，因为你无法知道哪颗星球前面会有一颗能遮挡它的星球经过，所以具有偶然性和不可预测性。虽然在理论上这种技术是能够发现河外行星的，但是到目前而知还没有通过这种技术确认潜在的河外行星。

另外一种方法是借助于银河系外的X射线源中的光变曲线的变化来寻找河外行星。

可见光是一个很狭窄的频谱，能够获得信息并不多，所以科学家就需要扩展新的电磁波频谱，这就是X射线。通过观测遥远河外恒星的X射线频谱，当河外行星遮挡恒星的时候，会引起轻微的X射线变化，如果这个变化是带有一定规则的时间间隔，那就基本上可以确定这是由一颗河外行星引起的。

观测对象的光变曲线，当恒星经过的时候，X射线的通量在中心下降之前和之后都保持不变

在X射线的光源选择上，科学家并不是选择单颗恒星，毕竟虽然X射线的能量很高，单颗恒星的X射线传到地球上依然太弱了。所以科学家在银河系外一般会选择双星系统来作为X射线光源，而且这些双星系统并不是普通的双星系统，而是由一颗中子星（或黑洞）和一颗恒星组成的双星系统，在这个系统中，中子星（或黑洞）会不断的从伴星中吸取物质，这些恒星物质会围绕中子星（或黑洞）形成吸积盘，最终到达中子星表面（或被黑洞所吞噬）。在这个过程中，物质会被加温到数百万摄氏度，释放出惊人的能量，辐射的X射线能量远远比可见光要高很多。

艺术家对由蓝超巨星和黑洞组成的双星系统的想象图，当蓝超巨星上的物质跌落进黑洞的时候，会形成高温的X射线源，如同宇宙中的探照灯一样。

通俗点讲，就好像是在远方明亮的探照灯，只需要观测探照灯发出的光线，我们就能够看到探照灯和我们之间的物体的光谱信息，当有物体从探照灯和我们观测者之间经过的时候，就会引起光变曲线，通过观测光变曲线的信息，我们就能够发现正常情况下无法观测到物体，这其中就包括河外行星。

科学家目前一共选择了236个双星系统来作为X射线光源，并收集了超过2624条光变曲线信息，这些光变曲线主要来源于三个星系：M51、M101和M104。

虽然看起来好像科学家采集了很多条有用的光变曲线信息，但是到目前为止，科学家只发现了一条信息符合河外行星的特征。

科学家仔细研究这条光变曲线的信息，发现这是一颗遥远的恒星引发的，但是一般情况下，一颗恒星通过X射线光源前的时候，其X射线通量是恒定的，但是这条光变曲线却并不是恒定的。科学家将这颗恒星命名为M51-ULS-1。正如它名字第一部分所表示的，它来源于M51漩涡星系，距离我们大约2800万光年；名称第二部分ULS是Ultraluminous Supersoft Source的缩写，表示的是具有高亮度和热光谱的X射线源，换句话说，这种X光射线源的光度能够作为一种标尺，随着温度的函数而变化，近似于黑体的辐射曲线，非常接近于理想化的X射线光源。

钱德拉太空望远镜在 X 射线中成像的 M51 的左侧假彩色图像。M51-ULS-1 是插图中心最亮的光源。

在这么遥远的距离上能够被观测到，意味着M51-ULS-1是一颗明亮的恒星，科学家推测出它在X射线的辐射亮度上就比太阳全光谱上的亮度要高100万倍，是一颗极为明亮的恒星。M51-ULS-1的半径可能达到了25倍太阳半径，质量至少能达到20倍太阳质量。

就在M51-ULS-1的10倍半径的轨道上（比地球轨道稍微远一点），科学家发现了第一颗河外行星——M51-ULS-1b。根据计算，科学家得出M51-ULS-1b的半径大约是木星半径的三分之一（大约24000公里）。虽然它距离母恒星的距离和地球轨道差不多，但是其接受的辐射量却相当于地球位于太阳0.05个天文单位附近所能接受的能量。