30 lat po jej odkryciu astronomowie zdali sobie sprawę, że pierwsza potwierdzona egzoplaneta jest naprawdę rzadka

w 1992 rokuAstronomowie odkryli pierwsze egzoplanety w nieoczekiwanej części wszechświata: wokół pulsara, szybko obracającego się ciała gwiezdnego.

Niewiele innych pulsujących planet zostało odnalezionych od tego czasu i z potencjalnie dobrego powodu: In Nowe wyszukiwanie Szczegółowe 12 lipca w Krajowe Spotkanie Astronomiczne W Anglii astronomowie odkryli, że takie pulsujące światy mogą być niezwykle rzadkie.

Oto tło – Astronomowie odkrywają pierwsze znane egzoplanety wokół pulsara PSR B1257 + 12 W 1992 roku około 2300 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Panny. Pulsar to rodzaj gwiazdy neutronowej, zwłoki gwiazdy, która zginęła w katastrofalnej eksplozji zwanej supernową, której grawitacja jest wystarczająco silna, aby zmiażdżyć protony elektronami, tworząc neutrony – ale nie na tyle masywna, aby stać się neutronami. Czarna dziura.

Gwałtowna natura supernowej często powoduje, że pozostałości jej gwiazdy wirują. Obracająca się gwiazda neutronowa może obracać się do 700 razy na sekundę, emitując wąskie wiązki fal radiowych ze swoich biegunów magnetycznych, które migają jak latarnie morskie, dzięki czemu otrzymuje nazwę „pulsar”, co jest skrótem od „pulsar”.

Jeśli pulsar krąży wokół planety, pulsar będzie się nieznacznie kołysał z powodu siły grawitacyjnej tego świata. „Z powodu tego niewielkiego ruchu możemy wykryć impulsy z pulsara wcześniej lub później niż oczekiwano”. Michael Keithastrofizyk na Uniwersytecie w Manchesterze w Anglii odwrotność. „Technologia pomiaru czasu pulsara jest bardzo czuła, ponieważ możemy śledzić każdy obrót pulsara przez wiele lat”.

Obecnie wiadomo, że na PSR B1257 + 12 znajdują się co najmniej trzy planety o masie podobnej do planet skalistych naszego Układu Słonecznego. Chociaż w ciągu ostatnich 30 lat naukowcy odkryli prawie 5000 egzoplanet, wiadomo, że tylko pięć pulsarów zawiera planetę przypominającą planetę. Możliwe, że nie uformowały się one wokół tych pulsarów jak zwykłe światy. Towarzyszami czterech z tych pięciu gwiazd są zimne, martwe gwiazdy znane jako białe karły, które ostygły i zostały pozbawione wystarczającej ilości materii, aby stać się „planety diamentowe”. Piąty Pulsar TowarzyszsuperJowisz, prawdopodobnie przechwycony z gwiazdy partnerskiej pulsara.

Ogólnie rzecz biorąc, PSR B1257 + 12 jest obecnie jedynym znanym przykładem gwiazdy neutronowej z planetą o masie Ziemi. Wiele pozostaje nieznanych na temat tego, jak takie światy mogą powstawać i żyć wokół pulsarów.

Co zrobili naukowcy? – Astronomowie przeprowadzili największe dotychczas poszukiwania planet krążących wokół pulsarów. Główny autor badania mówi, że ustalenie, w jaki sposób pulsujące planety mogą, ale nie muszą, być powszechne, jest głównym pierwszym krokiem w ustaleniu, w jaki sposób mogą się one formować. Juliana Nowa na Uniwersytecie w Manchesterze.

„Od odkrycia pierwszej planety pulsarowej powszechnie uważano, że jest to bardzo rzadkie zjawisko” – mówi Keith. Jednak po raz pierwszy przeprowadziliśmy bardzo wszechstronne poszukiwania jakichkolwiek innych planet.

Naukowcy przeanalizowali dane z prawie 800 pulsarów śledzonych przez Obserwatorium Jodrell Bank w Cheshire w Anglii w ciągu ostatnich 50 lat. Poszukiwali światów o masie od jednej setnej masy Księżyca do 100 mas Ziemi. Proces badawczy obejmował orbity, których ukończenie zajęłoby planetom od 20 dni do 17 lat, orbity z okrągłymi owalami i bardziej „ekscentrycznymi”. Supernowa może prawie całkowicie zakłócić układ planetarny swojej gwiazdy, mówi Keith, „a wszelkie pozostałości planet mogą znaleźć się na bardzo skośnych orbitach, ledwo przylegając do pulsara”.

Co znaleźli? – Naukowcy odkryli, że pierwsza znana egzoplaneta może być niezwykle rzadka – mniej niż 0,5 procent wszystkich znanych pulsarów może zawierać planety o masie Ziemi. „To zaskakujące, że jeden pulsar ma trzy planety i nie widzimy żadnej z nich nigdzie indziej” – mówi Keith.

Wydaje się również, że jest mało prawdopodobne, aby dwie trzecie z 800 pulsarów zawierało towarzyszy o masie większej niż dwa do ośmiu mas Ziemi. Jeden pulsar, PSR J2007+3120, może zawierać co najmniej dwie egzoplanety o masach kilka razy większych od Ziemi i orbitach, których ukończenie zajęłoby około 1,9 i 3,6 roku. Naukowcy twierdzą, że długoterminowe obserwacje przy użyciu bardzo czułych instrumentów, takich jak nadchodzący Square Kilometer Array, mogą pomóc potwierdzić, czy mają światy.

„Planety o masie Ziemi nie znajdowałyby się wokół pulsarów, takich jak Ziemia – jałowa skała prawdopodobnie zostałaby zdmuchnięta przez wysokoenergetyczne promieniowanie pulsara” – mówi Keith.

Jednym ze scenariuszy, w których pulsar posiada planetę, jest to, że materia eksploduje z gwiazdy po wybuchu supernowej, tworząc świat.

„Materiał emitowany przez gwiazdę nie różni się zbytnio od materiału, który pierwotnie uformował gwiazdę, więc nie jest wykluczone, że wokół pulsara mógł uformować się podobny dysk gazu i pyłu, podobny do tego, który uformował nasz Układ Słoneczny”, mówi Keitha. „Ten scenariusz brzmi bardzo prawdopodobnie, ale jest tajemnicą, dlaczego wydaje się, że przydarzyło się to tylko jednemu pulsarowi”.

Co dalej? – Nowe dane na temat tych pulsarów pomogą naukowcom dowiedzieć się więcej o tych martwych gwiazdach, „które są dziwnymi rzeczami w ekstremalnych warunkach fizycznych”, zauważa Keith. Dodaje, że astronomowie udostępnią publicznie swoje algorytmy poszukiwania planet, aby inni naukowcy mogli analizować ich bazy danych światów pulsarów.