Открытие человечеством первой экзопланеты было невероятной случайностью

В начале 1990-х была создана планетарная история. В 1992 году два астронома, Александр Вольщан и Дейл Фрайл, опубликовали в журнале Nature статью, в которой объявили об открытии самых первых планет за пределами Солнечной системы.

Эти две внесолнечные планеты, или экзопланеты сразу заинтриговали. Это были скалистые миры, в 4,3 и 3,9 раза превышающие массу Земли, вращавшиеся на орбите вокруг типа мертвой звезды, известной как миллисекундный пульсар, названный PSR B1257+12, или сокращенно Лич (Лич — могущественное живое мертвое существо в фольклоре). . В 1994 году было подтверждено, что третья экзопланета, масса которой в 0,2 раза превышает массу Земли , вращается вокруг пульсара .

Теперь анализ сотен пульсаров показал, что такие экзопланеты невероятно редки – почти исчезают.

Пульсары довольно редки; только около 3320 известно в Млечном Пути на момент написания статьи. Из них, как теперь говорят астрономы, менее 0,5 процента, вероятно, имеют каменистые, похожие на Землю миры на орбите. Всего 16 пульсаров.

Миллисекундные пульсары встречаются еще реже: в Млечном Пути известно около 550 пульсаров. Это делает самые первые открытия экзопланет человечеством чертовски удивительными.

Все мертвые звезды очаровательны, но пульсары добавляют немного интереса к интересному фактору.

Они своего рода нейтронная звезда; это ядро ​​мертвой звезды, которая достигла конца своего срока службы атомного синтеза, выбросила большую часть своего внешнего материала и коллапсировала в объект, плотность которого уступает только черным дырам. Масса нейтронных звезд может быть примерно в 2,3 раза больше массы Солнца, и они упакованы в сферу диаметром всего 20 километров (12 миль).

Пульсар – это вращающаяся нейтронная звезда, из которой исходят лучи излучения. столбы. Его ориентация такова, что, когда пульсар вращается, его лучи проходят мимо Земли, создавая впечатление, что звезда пульсирует. Подумайте о действительно плотном космическом маяке.

И поскольку некоторые пульсары имеют чрезвычайно быстрое вращение — в миллисекундном масштабе — эти световые импульсы также происходят в миллисекундном масштабе. Чтобы лучше понять, что это значит, вы можете прослушать импульсы пульсара, преобразованные в звук, здесь.

Это довольно экстремальная среда. У них могут быть экзопланеты; с момента открытия Лича и его миров было обнаружено несколько других пульсаров с экзопланетами. Тем не менее, большинство из этих планет являются гигантами, а те, которые не являются гигантами, могут стать немного странными, например сверхплотный мир, который считается остатками белого карлика, съеденного пульсаром.

Команда астрономов во главе с Юлианой Ницу из Манчестерского университета в Великобритании хотели выяснить, насколько распространены планеты-пульсары. Они провели исследование 800 пульсаров, контролируемых обсерваторией Джодрелл-Бэнк в Великобритании, в поисках всплесков во времени импульсов, которые могут указывать на присутствие экзопланет на орбитах.

«Пульсары — невероятно интересные и экзотические объекты. », — сказал Ницу.

«Ровно 30 лет назад вокруг пульсара были обнаружены первые внесолнечные планеты, но нам еще предстоит понять, как эти планеты могут формироваться и выживать в таких экстремальных условиях. они есть, и то, как они выглядят, является решающим шагом к этому».

Их параметры поиска были настроены так, чтобы находить миры с массой от 1 процента массы Луны до массы Земли в 100 раз с периодом обращения от 20 дней до 17 лет. Эти параметры поиска позволили бы обнаружить больший из двух миров Лича, Полтергейст и Фобетор, которые имеют орбитальные периоды 66 и 98 дней соответственно.

Команда обнаружила, что две трети пульсаров в их выборке чрезвычайно маловероятно, что экзопланеты намного тяжелее Земли, и менее 0,5 процента, вероятно, содержат экзопланеты в диапазоне масс Полтергейста и Фобетора.

Присутствие экзопланет, подобных меньшей экзопланете в системе Лича, Драугру. , немного сложнее измерить.

Драуг с его небольшой массой и 25-дневной орбитой не будет обнаружен в 95 процентах выборок команды, поскольку он потеряется в шуме. Неясно, сколько пульсаров может содержать такие крошечные миры; или даже возможно ли существование этих миров за пределами многопланетной системы.

Из 800 пульсаров 15 показывали периодические сигналы, которые можно отнести к экзопланетам. Однако команда считает, что большинство из них можно отнести к магнитосфере пульсара. В частности, один пульсар, PSR J2007+3120, выглядел многообещающим кандидатом для последующих исследований экзопланет.

Это означает, что только 0,5 процента пульсаров могут иметь миры, подобные Земле, заключила команда. означает, что вероятность того, что мы наткнемся на далекую планету с редким миллисекундным пульсаром для звезды, довольно мала.

Команда также обнаружила, что пульсарные системы не склонны к какому-либо диапазону размеров или масс экзопланет. Однако любые такие экзопланеты вокруг пульсара будут иметь чрезвычайно эллиптические орбиты. Это резко контрастирует с почти круговыми орбитами, наблюдаемыми в Солнечной системе, и предполагает, что, как бы они ни формировались, процесс отличался от того, который создает планеты вокруг маленьких звезд, только начинающих свою жизнь.

исследование команды было представлено на прошлой неделе на Национальном астрономическом собрании в Великобритании и опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.