Число открытых недавно экзопланет достигло невероятных 5000, но первое открытие было сделано 30 лет назад. Это были планеты, вращающиеся вокруг пульсара, открытые Александром Вольщаном и Дейлом Фрайлом.
Число обнаруженных экзопланет недавно достигло невероятных 5000, но первое открытие было сделано всего 30 лет назад. Нобелевская премия по физике 2019 года была присуждена Мишелю Майору и Дидье Кело за открытие в 1995 году первой известной экзопланеты вокруг солнцеподобной звезды. Но в 1992 году Александр Вольщан и Дейл Фрайл обнаружили пару планет вокруг звезды, отличной от Солнца: пульсара .
Поиск планет-пульсаров
Эта первая экзопланетная система была обнаружена с использованием метода наблюдения за пульсарами . Пульсары — это быстро вращающиеся нейтронные звезды , которые могут периодически испускать интенсивные лучи излучения в сторону Земли в очень регулярное и точное время. Когда планета находится на орбите звезды, звезда также вращается вокруг центра масс системы. Это «колебание» может вызывать периодические изменения во времени между наблюдаемыми импульсами. Это орбитальное движение также используется для обнаружения экзопланет путем измерения радиальной скорости .
PSR 1257+12
PSR 1257+12 (также названный Международным астрономическим союзом Lich) — миллисекундный пульсар , быстро вращающаяся нейтронная звезда с периодом всего 6,2 миллисекунды! Авторы измерили время прихода 4040 импульсов от звезды, отметив небольшое периодическое изменение времени прихода. Они обнаружили, что эта вариация совпала с комбинацией двух периодов: 66,6 и 98,2 дня. Авторам удалось исключить распространенные причины флуктуаций периода пульсаров: сейсмологию нейтронных звезд, затменные двойные пульсары, прецессию осей и магнитосферные явления. Остается только одно правдоподобное объяснение: у пульсара есть два спутника с малой массой, которые нарушают его орбитальное движение.
Авторы также нашли возможное свидетельство существования третьей планеты на орбите примерно в один год, но не смогли подтвердить это в то время. Две обнаруженные планеты находятся на орбитах, подобных орбите Меркурия вокруг Солнца, и их предполагаемая масса в несколько раз превышает массу Земли.
Считается, что миллисекундные пульсары, такие как PSR 1257+12, образуются, когда нейтронная звезда накапливает материал от своей звезды-компаньона. Планета в такой системе вряд ли выживет, поэтому авторы предполагают, что эти планеты являются планетами «второго поколения», сформировавшимися в аккреционном диске нейтронной звезды.
Перспектива того, что планеты могут образовываться и существовать вокруг нейтронных звезд и в других экстремальных условиях, сделала поиск экзопланет еще более интересным! Это поле не ограничивается живыми звездами; это распространяется даже на мертвые и неживые звезды, которые должны были уничтожить все вокруг себя.
Планеты-пульсары сегодня
Согласно современным соглашениям об именах, эти две планеты называются PSR B1257+12c и PSR B1257+12d, хотя, возможно, их названия Международного астрономического союза, Полтергейст и Фобетор, более забавны. В 1994 году в ходе дальнейших исследований была обнаружена третья планета в системе, PSR B1257+12 b (или Драугр), планета с лунной массой, обращающаяся по орбите 25,3 дня.
До того, как эти планеты-пульсары были обнаружены, в 1991 году была опубликована статья об открытии первой планеты-пульсара около PSR 1829-10, но позже она была отозвана. После открытия планет PSR B1257+12 в 1995 году была обнаружена первая экзопланета вокруг звезды, подобной Солнцу, и с тех пор большинство исследований экзопланет было сосредоточено на тех, кто вращается вокруг звезд главной последовательности .
По состоянию на ноябрь 2022 года в архиве экзопланет НАСА задокументировано 7 подтвержденных планет (включая первые две), обнаруженных методом сдвига времени пульсара, из 5190 подтвержденных экзопланет. Планеты-пульсары редки, по-видимому, из-за невероятно суровых условий, созданных процессами звездной эволюции, которые привели к образованию пульсаров.
Так как же эти редкие планеты оказались там, где они есть? Планеты PSR B1257+12, вероятно, образовались из обломков диска, оставленного их компаньоном белым карликом. Другая планета-пульсар, PSR J1719-1438b , считается остатком (алмазом!) ядра белого карлика , внешние слои которого были разорваны пульсаром. Одна планета-пульсар, PSR B1620-26b , на самом деле вращается вокруг двойной системы пульсар-белый карлик. Считается, что планета сформировалась вокруг белого карлика-прародителя, звезды главной последовательности, прежде чем была захвачена пульсаром.
Околозвездный диск был обнаружен вокруг пульсара 4U 0142+61 , который также является сильно намагниченной нейтронной звездой, или магнетаром . Это показывает, что материал, оставшийся от сверхновых , может позволить несопровождаемым пульсарам формировать новые планеты!