Finora tutti gli esopianeti conosciuti, candidati o confermati, sono stati trovati nella nostra galassia, la Via Lattea e quasi tutti a meno di circa 3.000 anni luce dalla Terra. Un esopianeta in M51 sarebbe distante circa 28 milioni di anni luce, il che significa che sarebbe migliaia di volte più lontano di quelli scoperti fino ad oggi.

"Stiamo cercando di aprire una nuova strada con la ricerca di altri mondi candidati alle lunghezze d'onda dei raggi X, una strategia che rende possibile scoprirli in altre galassie", ha affermato Rosanne Di Stefano del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) di Cambridge, Massachusetts, che ha condotto lo studio, pubblicato su Nature Astronomy.

Il metodo del transito diventa extragalattico

Il potenziale pianeta in M51 è stato individuato con il metodo del transito che si verifica quando un pianeta passa davanti a una stella bloccande parte della luce e producendo un caratteristico tuffo nella luminosità.
Gli astronomi che utilizzano telescopi sia terrestri che spaziali, come quelli delle missioni Kepler e TESS della NASA, cercano cali di luce ottica, ossia alle lunghezze d'onda che anche gli esseri umani possono vedere. Di Stefano e colleghi hanno invece cercato cali di luminosità dei raggi X ricevuti dalle binarie luminose a raggi X. Questi sistemi contengono tipicamente una stella di neutroni o un buco nero che attira gas da una stella compagna in orbita stretta. Il materiale vicino alla stella di neutroni o al buco nero si surriscalda e si illumina ai raggi X.

Poiché la regione che produce raggi X luminosi è piccola, un pianeta che ci passa davanti potrebbe bloccare la maggior parte o tutti i raggi X, rendendo il transito anche più facile da individuare. Ciò potrebbe consentire di rilevare esopianeti a distanze molto maggiori rispetto agli attuali studi sul transito in luce ottica, dove i pianeti bloccano solo una piccola frazione della luce della stella.

Il team ha utilizzato questo metodo per rilevare l'esopianeta candidato in un sistema binario chiamato M51-ULS-1, situato in M51.
M51-ULS-1 contiene un buco nero o una stella di neutroni in orbita attorno a una stella compagna con una massa circa 20 volte quella del Sole. Il transito di raggi X individuato utilizzando i dati di Chandra è durato circa tre ore, durante le quali l'emissione di raggi X è scesa a zero.

Sulla base di questa e di altre informazioni, i ricercatori stimano che l'esopianeta candidato in M51-ULS-1 possa avere all'incirca le dimensioni di Saturno e orbiti attorno alla stella di neutroni o al buco nero a circa il doppio della distanza di Saturno dal Sole.

Un pianeta dalla storia tumultuosa

Se il candidato è veramente un pianeta, allora deve aver avuto un passato violento, dicono gli scienziati. Sarebbe sopravvissuto all'esplosione della supernova che ha creato la stella di neutroni o il buco nero. E anche il futuro non è roseo. Ad un certo punto la stella compagna potrebbe esplodere come supernova ed investire il pianeta ancora una volta con livelli di radiazioni estremamente elevati.

Una scoperta che rimarrà nel limbo

Ovviamente occorrerebbero più dati per confermare l'esopianeta extragalattico e, se le interpretazioni sono corrette, il candidato passerà di nuovo davanti alla nostra visuale non prima di 70 anni.
"Sfortunatamente per confermare il pianeta dovremmo aspettare decenni per avere un altro transito", ha detto la coautrice Nia Imara dell'Università della California a Santa Cruz. "E a causa delle incertezze su quanto tempo impiega per orbitare, non sapremmo esattamente quando guardare".

In ogni caso, i ricercatori ritengono che le caratteristiche dell'evento siano coerenti con il transito di un pianeta ed escludono altre possibilità, come un oscuramento dovuto da una nuvola di gas e polvere.
"Sappiamo che stiamo facendo un'affermazione entusiasmante e audace, quindi ci aspettiamo che altri astronomi la esamineranno con molta attenzione", ha affermato la co-autrice Julia Berndtsson della Princeton University nel New Jersey. "Ma pensiamo di avere un argomento forte e questo processo è il modo in cui funziona la scienza".

Di Stefano e i suoi colleghi hanno cercato i transiti di raggi X in tre galassie oltre la Via Lattea, utilizzando sia Chandra che l'XMM-Newton dell'ESA. La loro ricerca ha riguardato 55 sistemi in M51, 64 sistemi in Messier 101 (la galassia "Girandola") e 119 sistemi in Messier 104 (la galassia "Sombrero") ed ha restituito un solo esopianeta candidato.