Наличие первых планет за пределами нашей Солнечной системы было подтверждено в 1992 году. Их обнаружили вокруг пульсара PSR B1257 + 12. Изучая импульсы этой вращающейся, намагниченной нейтронной звезды, ученые подтвердили наличие двух малых планет, вращающихся вокруг нее. Два года спустя в той же системе была обнаружена третья планета, и пульсары казались очень перспективными в качестве хозяев для экзопланет.
Но затем темпы открытия экзопланет, вращающихся вокруг пульсаров, замедлились. В науке доминировали другие методы обнаружения планет, такие как метод измерения лучевой скорости и метод транзита. Из более чем 4000 подтвержденных экзопланет только шесть обращаются вокруг пульсаров.
Означает ли это то планеты, вращающиеся вокруг пульсаров, чрезвычайно редки? Или, может быть, астрономы просто не проводили достаточно систематических поисков планет у пульсаров? В новом исследовании Эрик Беренс отвечает на этот вопрос, используя набор данных для изучения быстро вращающихся миллисекундных пульсаров на наличие признаков скрытых планет.
Как обнаруживаются планеты, обращающиеся вокруг пульсаров? Пульсары испускают лучи горячего излучения, которые мигают при вращении каждый раз, когда они обращены к наблюдателю (как маяк). Регулярность этих вспышек чрезвычайно стабильна, и когда мы наблюдаем их в течение длительного времени, мы можем предсказать момент прихода импульсов с точностью до микросекунд.
Поскольку эти импульсы настолько предсказуемы, любые помехи, которые могут их изменить, могут быть измерены и смоделированы. В частности, присутствие сопровождающего тела вокруг пульсара приведет к тому, что оба объекта, окружающие общий центр масс системы, будут вводить периодическую сигнатуру времени прихода импульса от пульсара. Эта временная флуктуация импульса измеряет период и массу потенциальных спутников.
Чтобы изучить эти подписи планет в данных пульсаров, Беренс и его коллеги обращаются к 45 единичным миллисекундным пульсарам, которые были сделаны в рамках проекта наблюдения NANOGrav (Североамериканская наногерцовая обсерватория для гравитационных волн).
Основная цель NANOGrav - использовать точную синхронизацию этих пульсаров для измерения "морщин" в пространстве-времени, вызванных гравитационными волнами. Но во время работы этого проекта периоды всплесков этих пульсаров тщательно отслеживалось в течение 11 лет, что позволило получить чрезвычайно точный набор данных, в которых можно найти доказательства существования планет, вращающихся вокруг любого из 45 пульсаров.
Поиск периодических сигналов в данных, команда исключила присутствие планет с периодами от 7 до 2000 дней. Вводя в данные смоделированные сигналы, авторы работы показывают, что их анализ чувствителен к экзопланетам с массами меньше Земли - фактически, для некоторых пульсаров они исключили возможность существования планет с массой, превышающей долю массы нашей Луны.
Это исследование показывает невероятную мощность и чувствительность при мониторинге пульсаров в охоте на небольшие экзопланеты. Даже если планеты вокруг пульсаров действительно редки, то те, которые реально существуют, не смогут оставаться скрытыми надолго.
Источник: aasnova.org