Пульсар планета: Пульсар — Космический объект – особый тип так называемых нейтронных звезд со…

Обнаружен самый быстрый рентгеновский пульсар

Наука
Маркет

25 Февраля 2005 13:0225 Фев 2005 13:02

|

Поделиться

Астрономы из университета Саутгемптон обнаружили самый быстрый рентгеновский пульсар, когда-либо наблюдавшийся в истории астрономии, сообщает Universe Today. В то же время специализированный журнал, посвященный поискам жизни за пределами Земли, Astrobiology Journal, сообщил об открытии 12 новых планет за пределами Солнечной системы.

Период вращения новооткрытого пульсара составляет 600 оборотов в секунду. Ранее неизвестный объект, обозначенный сейчас в звездных каталогах под именем IGR J00291+5934, первоначально был зарегистрирован при помощи космического телескопа INTEGRAL Европейского Космического Агентства (ESA) в декабре прошлого года. Дальнейшие наблюдения показали, что это один из компонентов тесной двойной системы c орбитальным периодом 2.5 часа и расстоянием между компонентами, аналогичным расстоянию между Землей и Луной.


Двойными системами называются две звезды, объединённые силами гравитационного взаимодействия и обращающиеся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс. Одна из этих звезд образуется при взрыве сверхновых звезд. В результате гравитационного коллапса (сжатия) в ее центральной части возникает массивное, быстро вращающееся компактное тело, полностью состоящее из нейтронов, с массой, равной массе Солнца, но размером всего лишь с небольшой городок. Плотность нейтронных звезд такова, что пригоршня ее вещества весит столько же, сколько все население Земного шара.


Мощное гравитационное поле нейтронной звезды проводит к спиралевидному перетеканию вещества от соседней нормальной звезды (обычно видимой в телескопы), в результате чего происходит аккреция (падение) материи на поверхность пульсара. Магнитное поле канализирует поток аккрецирующей плазмы и направляет ее в область магнитных полюсов. Зона, на которую выпадает вещество, так называемые «горячие пятна», не превышает по площади 1 км². Так как нейтронная звезда быстро вращается, аккреция в таких зонах сопровождается пульсирующим рентгеновским и гамма-излучением, которое регистрируется как вспышки некоего космического маяка.


Видимый компонент тесной двойной системы, где при помощи космического телескопа INTEGRAL обнаружен пульсар IGR J00291+5934




Доктор Саймон Шоу (Simon Shaw) из Школы Физики и Астрономии университета Саутгемптон сейчас координирует работу по мониторингу данных, получаемых с космического телескопа INTEGRAL, который предназначен для регистрации рентгеновского и гамма-излучения. «Наблюдаемые скорости звезд действительно впечатляют, — говорит он. — Это дает уникальную возможность современной физике изучать эффекты экстремальных взаимодействий, происходящих в экзотической среде нейтронных звезд, которая отсутствует на Земле. Вполне возможно, что сюрпризы нас ожидают и в будущем. Если экзотические объекты такого рода действительно существуют в природе, INTEGRAL будет способен их обнаружить».


Информация об открытиях другого рода поступает от ученых, занятым поиском экзопланет. Последний месяц оказался самым плодотворным в этой области.Четыре независимые группы астрономов анонсировали открытие 12 новых миров, доведя общее количество открытых планет за пределами Солнечной системы до 145-ти.

Планеты рождаются из пыли. Источник: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)




Ипотека для ИТ-специалистов: что важно знать

Поддержка ИТ-отрасли

Только 10 лет назад ученым было известно только 9 планет, обращающихся вокруг нашей собственной звезды. Развитие астрономической техники регистрации изображений привело к открытию в 1995 г. первой планетной системы у одной из ближайших к нам звезд. С тех пор последовала целая серия открытий, и сейчас несколько десятков научных групп из разных стран мира постоянно увеличивают число новооткрытых планет. Большинство из них сильно отличаются от планет земной группы, они больше похожи на Юпитер или Сатурн, и маловероятно, чтобы на них была жизнь.


По современным оценкам, четвертая часть звезд имеют планеты. Источник: NASA/ STScI/ ESA.


Первые две группы европейских охотников за планетами работают в построенной сравнительно недавно крупной международной обсерватории Ля Силла (La Silla), Чили, в рамках программы поиска планет на основании высокоточных измерений радиальных скоростей звезд (High Accuracy Radial velocity Planet Search). Две из шести открытых ими планет похожи на Сатурн, три — принадлежат к классу так называемых «горячих Юпитеров» из-за их тесной близости к материнской звезде, шестая — газовый гигант в 4. 5 раза тяжелее, чем Юпитер. Открытия пяти планет такого же типа были сделаны командой американских астрономов из Калифорнийского университета и НАСА на Гавайских островах и описаны в январском выпуске самого крупного астрономического журнала the Astrophysical Journal. Метод определения планет данного класса, которые остаются невидимы для прямого наблюдения по отраженному свету, как планеты Солнечной системы, основан на измерении радиальной скорости материнской звезды. Возмущение от планеты приводит к тому, что звезда обращается вокруг общего центра масс, это можно зарегистрировать как красное и голубое смещение в спектре звезды.


А на прошлой неделе Алекс Вольшчан (Alex Wolszczan) и Мацей Конацки (Maciej Konacki) анонсировали открытие самой маленькой планеты за пределами Солнечной системы (1/5 размера Плутона), принадлежащих к редкому классу планетообразных тел, обращающихся вокруг пульсаров, а не нормальных звезд. Такие планеты, естественно, непригодны для жизни из-за мощной гамма и рентгеновской радиации, исходящей от нейтронной звезды. В отличие он «нормальных» экзопланет, планеты такого типа можно обнаружить на основании систематических сбоев в пульсациях нейтронных звезд, анализ которых позволяет регистрировать феномены, происходящие в окрестности звезды.

• Новые цифровые проекты для отрасли АПК будут представлены на Международном форуме «Kazan Digital Week»

ПУЛЬСАР | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• Механизм действия пульсара.
• Открытие.
• Строение пульсара.
• Двойные пульсары.
• Расстояние до пульсаров.

ПУЛЬСАР, астрономический объект, испускающий мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в основном в радиодиапазоне. Энергия, излучаемая в импульсах, составляет лишь малую долю его полной энергии. Почти все известные пульсары находятся в нашей Галактике. У каждого пульсара свой период пульсаций; они лежат в диапазоне от 640 импульсов в секунду до одного импульса каждые 5 с. Периоды большинства пульсаров составляют от 0,5 до 1 с. Точные измерения показывают, что обычно период между импульсами возрастает на одну миллиардную долю секунды в сутки; как раз этого следует ожидать при замедлении вращения звезды, теряющей энергию в процессе излучения.

Открытие пульсаров в 1967 было большой неожиданностью, поскольку такие явления не предсказывались ранее. Вскоре стало ясно, что это явление связано либо с радиальными пульсациями, либо с вращением звезд. Но ни обычные звезды, ни даже белые карлики не могут естественным образом пульсировать с такой высокой частотой. Не могут они и вращаться так быстро – центробежная сила разорвет их. Это может быть только очень плотное тело, состоящее из вещества, предсказанного Л.Д.Ландау и Р.Оппенгеймером в 1939. В этом веществе ядра атомов вплотную прижаты друг к другу. Сжать вещество до такой степени может только гигантская сила тяжести, которой обладают лишь очень массивные тела, такие, как звезды. При огромной плотности ядерные реакции превращают большинство частиц в нейтроны, поэтому такие тела называют нейтронными звездами.

Обычные звезды, такие, как Солнце, состоят из газа со средней плотностью чуть больше, чем у воды. Белый карлик с такой же массой, но диаметром около 10 000 км имеет в центре плотность ок. 40 т/см³. У нейтронной звезды масса тоже близка к солнечной, но ее диаметр всего ок. 30 км и плотность ок. 200 млн. т/см³. Если бы до такой плотности сжать Землю, то ее диаметр составил бы ок. 300 м; при такой плотности все человечество уместилось бы в наперстке. По-видимому, нейтронная звезда может образоваться из центральной части массивной звезды в момент ее взрыва как сверхновой. При таком взрыве оболочка массивной звезды сбрасывается, а ядро сжимается в нейтронную звезду. См. также ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС; СВЕРХНОВАЯ ЗВЕЗДА.

Наиболее детально исследован мощный пульсар PSR 0531 + 21, расположенный в Крабовидной туманности. Эта нейтронная звезда делает 30 оборотов в секунду и ее вращающееся магнитное поле с индукцией 10¹² Гс «работает» как гигантский ускоритель заряженных частиц, сообщая им энергию до 10²⁰ эВ, что в 100 млн. раз больше, чем в самом мощном ускорителе на Земле. Полная мощность излучения этого пульсара в 100 000 раз выше, чем у Солнца. Менее 0,01% этой мощности приходится на радиоимпульсы, ок. 1% излучается в виде оптических импульсов и ок. 10% – в виде рентгеновского излучения. Оставшаяся мощность, вероятно, приходится на низкочастотное радиоизлучение и высокоэнергичные элементарные частицы – космические лучи.

Длительность радиоимпульса у типичного пульсара составляет всего 3% интервала времени между импульсами. Последовательно приходящие импульсы сильно отличаются друг от друга, но средняя (обобщенная) форма импульса у каждого пульсара своя и сохраняется в течение многих лет. Анализ формы импульсов показал много интересного. Обычно каждый импульс состоит из нескольких субимпульсов, которые «дрейфуют» вдоль среднего профиля импульса. У некоторых пульсаров форма среднего профиля может внезапно меняться, переходя от одной устойчивой формы к другой; каждая из них сохраняется в течение многих сотен импульсов. Иногда мощность импульсов падает, а затем восстанавливается. Такое «замирание» может длиться от нескольких секунд до нескольких суток.

При подробном анализе у субимпульсов обнаруживается тонкая структура: каждый импульс состоит из сотен микроимпульсов. Область излучения такого микроимпульса на поверхности пульсара имеет размер менее 300 м. При этом мощность излучения сравнима с солнечной.

Механизм действия пульсара.

Пока существует лишь приближенная картина действия пульсара. Его основой служит вращающаяся нейтронная звезда с мощным магнитным полем. Вращающееся магнитное поле захватывает вылетающие с поверхности звезды ядерные частицы и ускоряет их до очень высоких энергий. Эти частицы испускают электромагнитные кванты в направлении своего движения, формируя вращающиеся пучки излучения. Когда пучок оказывается направленным на Землю, мы принимаем импульс излучения. Не совсем ясно, почему эти импульсы имеют столь четкую структуру; возможно, лишь небольшие области поверхности нейтронной звезды выбрасывают частицы в магнитное поле. Частицы максимально высокой энергии не могут быть ускорены по отдельности; по-видимому, они образуют пучки, содержащие, возможно, 10¹² частиц, которые ускоряются как единая частица. Это помогает понять и резкие границы импульсов, каждый из которых, вероятно, связан с отдельным пучком частиц.

Открытие.

Первый пульсар открыли случайно в 1967 астрономы Кембриджского университета Дж. Белл и Э.Хьюиш. Испытывая новый радиотелескоп с аппаратурой для регистрации быстропеременного космического излучения, они неожиданно обнаружили цепочки импульсов, приходящих с четкой периодичностью. Первый пульсар имел период 1,3373 с и длительность импульса 0,037 с. Ученые назвали его CP 1919, что значит «кембриджский пульсар» (Cambridge Pulsar), имеющий прямое восхождение 19 ч 19 мин. К 1997 усилиями всех радиоастрономов мира было открыто более 700 пульсаров. Исследование пульсаров проводится с помощью крупнейших телескопов, поскольку для регистрации коротких импульсов необходима высокая чувствительность.

Строение пульсара.

Нейтронные звезды имеют жидкое ядро и твердую кору толщиной ок. 1 км. Поэтому по структуре пульсары больше напоминают планеты, чем звезды. Быстрое вращение приводит к некоторой сплюснутости пульсара. Излучение уносит энергию и момент импульса, что вызывает торможение вращения. Однако твердая кора не позволяет пульсару постепенно становиться сферическим. По мере замедления вращения в коре накапливаются напряжения и наконец она ломается: звезда скачкообразно становится чуть более сферической, ее экваториальный радиус уменьшается (всего на 0,01 мм), а скорость вращения (в результате сохранения момента) немного возрастает. Затем вновь следует постепенное замедление вращения и новое «звездотрясение», приводящее к скачку скорости вращения. Так, изучая изменения периодов пульсаров, удается многое узнать о физике твердой коры нейтронных звезд. В ней происходят тектонические процессы, как в коре планет, и, возможно, образуются свои микроскопические горы.

Двойные пульсары.



Пульсар PSR 1913+16 стал первым, обнаруженным в двойной системе. Его орбита сильно вытянута, поэтому он очень близко подходит к своему соседу, который может быть только компактным объектом – белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой. Высокая стабильность импульсов пульсара позволяет по доплеровскому смещению частоты их прихода очень точно изучать его орбитальное движение. Поэтому двойной пульсар был использован для проверки выводов общей теории относительности, согласно которой большая ось его орбиты должна поворачиваться в год примерно на 4°; именно это и наблюдается.

Известно несколько десятков двойных пульсаров. Открытый в 1988 пульсар в двойной системе совершает 622 оборота в секунду. Его сосед с массой всего 2% солнечной, вероятно, был когда-то нормальной звездой. Но пульсар заставил его «похудеть», часть массы перетянув на себя, а часть – испарив и «сдув» в космическое пространство. Скоро пульсар окончательно уничтожит соседа и останется в одиночестве. Видимо, этим можно объяснить тот факт, что подавляющее число пульсаров – одиночки, тогда как не менее половины нормальных звезд входит в двойные и более сложные системы.

Расстояние до пульсаров.

Проходя от пульсара до Земли, радиоволны преодолевают межзвездную среду; взаимодействуя в ней со свободными электронами, они замедляются – чем больше длина волны, тем сильнее замедление. Измерив задержку длинноволнового импульса относительно коротковолнового (которая достигает нескольких минут) и зная плотность межзвездной среды, можно определить расстояние до пульсара.

Как показывают наблюдения, в среднем в межзвездной среде приходится ок. 0,03 электрона на кубический сантиметр. Основанные на этой величине расстояния до пульсаров в среднем составляют несколько сотен св. лет. Но есть и более удаленные объекты: упомянутый выше двойной пульсар PSR 1913+16 удален на 18 000 св. лет.

Что значит пульсар. Нейтронная звезда пульсар

Пульсары – это космические источники радио-, оптического, рентгеновского и/или гамма-излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов).

Пульсар — это маленькая вращающаяся звезда. На поверхности звезды есть участок, который излучает в пространство узконаправленный пучок радиоволн. Наши радиотелескопы принимают это излучение тогда, когда источник повернут в сторону Земли. Звезда вращается, и поток излучения прекращается. Следующий оборот звезды — и мы снова принимаем ее радио послание.

Так же действует маяк с вращающимся фонарем. Издали мы воспринимаем его свет как пульсирующий. То же самое происходит и с пульсаром. Мы воспринимаем его излучение, как пульсирующий с определенной частотой источник радио волнового излучения. Пульсары относятся к семейству нейтронных звезд. Нейтронная звезда — это звезда, которая остается после катастрофического взрыва гигантской звезды.

Пульсар – нейтронная звезда

Звезда средней величины, например Солнце, размерами в миллион раз превосходит такую планету, как Земля. Гигантские звезды в поперечнике в 10, а иногда и в 1000 раз больше Солнца. Нейтронная звезда — это гигантская звезда, сжатая до размера крупного города. Это обстоятельство и делает поведение нейтронной звезды очень странным. Каждая такая звезда равна по массе гигантской звезде, но эта масса стиснута в чрезвычайно малом объеме. Одна чайная ложка вещества нейтронной звезды весит миллиард тонн.

Нейтронная звезда — весьма странный объект при диаметре 20 километров это тело имеет массу сравнимую с солнечной, один грамм нейтронной звезды весил бы в земных условиях более 500 миллионов тонн! Что же это за объекты? О них и пойдет речь в статье.

Состав нейтронных звёзд



Состав этих объектов (по понятным причинам) изучен пока только в теории и математических расчетах. Однако, известно уже многое. Как и следует из названия, состоят они преимущественно из плотно упакованных нейтронов.

Атмосфера нейтронной звезды имеет толщину всего несколько сантиметров, но в ней сосредоточено все её тепловое излучение. За атмосферой находится кора, состоящая из плотно упакованных ионов и электронов. В середине находится ядро, состоящее из нейтронов. Ближе к центру достигается максимальная плотность вещества, которая в 15 раз больше ядерной. Нейтронные звезды — самые плотные объекты во вселенной. Если попытаться и далее увеличивать плотность вещества произойдет коллапс в черную дыру, или образуется кварковая звезда.

Магнитное поле



Нейтронные звёзды имеют скорости вращения до 1000 оборотов в секунду. При этом электропроводящие плазма и ядерное вещество вырабатывают магнитные поля гигантских величин. Для примера магнитное поле Земли 1 гаусс, нейтронной звезды 10 000 000 000 000 гаусс. Самое сильное поле, созданное человеком, будет в миллиарды раз слабее.

Пульсары



Это обобщающее название для всех нейтронных звезд. Пульсары имеют четко определенный период вращения, который не меняется очень долгое время. Благодаря этому свойству их прозвали «маяками вселенной».

Частицы узким потоком на очень высоких скоростях вылетают через полюса, становясь источником радиоизлучения. Из-за несовпадения осей вращения, направление потока постоянно меняется, создавая эффект маяка. И, как у каждого маяка, у пульсаров своя частота сигнала, по которой его можно идентифицировать.

Практически все обнаруженные нейтронные звёзды существуют в двойных рентгеновских системах или в качестве одиночных пульсаров

Экзопланеты у нейтронных звезд



Первую экзопланету открыли при исследовании радиопульсара. Так как нейтронные звезды очень стабильны, возможно очень точно отслеживать находящиеся рядом планеты с массами, намного меньшими массы Юпитера.

Очень легко отыскалась планетная система у пульсара PSR 1257+12, удалённого от Солнца на 1000 световых лет. Рядом со звездой три планеты, имеющие массы 0,2, 4,3 и 3,6 масс Земли с периодами обращений в 25, 67 и 98 суток. Позже нашлась ещё одна планета с массой Сатурна и периодом обращения 170 лет. Также известен пульсар с планетой немного массивнее Юпитера.

На самом деле парадоксально, что возле пульсара существуют планеты. Нейтронная звезда рождается в результате взрыва сверхновой, и та теряет основную часть своей массы. Оставшаяся часть уже не обладает достаточной гравитацией для удержания спутников. Вероятно, найденные планеты образовались уже после катаклизма.

Исследования



Число известных нейтронных звёзд около 1200. Из них 1000 считаются радиопульсарами, а остальные определены как рентгеновские источники. Изучать эти объекты невозможно, послав к ним какой-либо аппарат. В кораблях «Пионер» были отправлены послания разумным существам. И местоположение нашей Солнечной системы указано именно с ориентацией на ближайшие к Земле пульсары. От Солнца линиями показаны направления на эти пульсары и расстояния до них. А прерывистость линии обозначает период их обращения.

Ближайший к нам нейтронный сосед расположен в 450 световых годах. Это двойная система – нейтронная звезда и белый карлик, период её пульсации 5,75 миллисекунды.

Вряд ли возможно оказаться рядом с нейтронной звездой и остаться в живых. Можно только фантазировать на эту тему. Да и как представить выходящие за границы разума величины температуры, магнитного поля и давления? Но пульсары ещё помогут нам в освоении межзвёздного пространства. Любое, даже самое дальнее галактическое путешествие, окажется не гибельным, если будут работать стабильные маяки, видимые во всех уголках Вселенной.

– это космические источники радио-, оптического, рентгеновского и/или гамма-излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов).

Поэтому по виду излучения их разделяют на радиопульсары, оптические пульсары, рентгеновские и/или гамма-пульсары. Природа излучения пульсаров пока полностью не раскрыта, модели пульсаров и механизмов излучения ими энергии изучаются теоретически. На сегодняшний день преобладает мнение о пульсарах как о вращающихся нейтронных звездах с сильным магнитным полем.

Открытие пульсаров

Это произошло в 1967 г. Английский радиоастроном Э. Хьюиш и его сотрудники обнаружили идущие как бы из пустого места в космосе короткие радиоимпульсы, повторяющиеся стабильно с периодом не менее секунды. Сначала результаты наблюдений за этим явлением хранились в тайне, т.к. можно было предположить, что эти импульсы радиоизлучения имеют искусственное происхождение – возможно, это сигналы какой-нибудь внеземной цивилизации? Но источника излучения, совершающего орбитальное движение, обнаружено не было, зато группа Хьюиша нашла еще 3 источника подобных сигналов. Таким образом, надежда на сигналы внеземной цивилизации исчезла, и в феврале 1968 г. в появилось сообщение об открытии быстропеременных внеземных радиоисточников неизвестной природы с высокостабильной частотой.

Это сообщение вызвало настоящую сенсацию, а в 1974 г. за это открытие Хьюиш получил Нобелевскую премию. Пульсар этот называется PSR J1921+2153. В настоящее время известно около 2 тысяч радиопульсаров, они обычно обозначаются буквами PSR
и цифрами, которые выражают их экваториальные координаты.

Что представляет собой радиопульсар?

Астрофизики пришли к общему мнению, что радиопульсар представляет собой нейтронную звезду.
Она испускает узконаправленные потоки радиоизлучения, и в результате вращения нейтронной звезды поток попадает в поле зрения внешнего наблюдателя через равные промежутки времени — так образуются импульсы пульсара. Большинство астрономов уверены в том, что пульсары — это крохотные нейтронные звезды с диаметром в несколько километров, вращающиеся с периодами в доли секунды. Их даже называют иногда «звездными волчками». Из-за магнитного поля излучение пульсара похоже на луч прожектора: когда из-за вращения нейтронной звезды луч попадает на антенну радиотелескопа, видны всплески излучения. Сигналы пульсаров на разных радиочастотах распространяются в межзвездной плазме с разной скоростью. По взаимному запаздыванию сигналов определяют расстояние до пульсара, определяют их расположение в Галактике. Распределение пульсаров приблизительно соответствует распределению остатков сверхновых звезд.

Рентгеновские пульсары

Рентгеновский пульсар представляет собой тесную двойную систему
, одним из компонентов которой является нейтронная звезда
, а вторым — нормальная звезда
, в результате чего происходит перетекание материи с обычной звезды на нейтронную. Нейтронные звезды
— это звезды с очень малыми размерами (20-30 км в диаметре) и чрезвычайно высокими плотностями, превышающими плотность атомного ядра. Астрономы считают, что нейтронные звёзды появляются в результате взрывов сверхновых. При взрыве сверхновой происходит стремительный коллапс ядра нормальной звезды, которое затем и превращается в нейтронную звезду. Во время сжатия в силу закона сохранения момента импульса, а также сохранения магнитного потока происходит резкое увеличение скорости вращения и магнитного поля звезды. Таким образом, для рентгеновского пульсара важны именно два этих признака: быстрая скорость вращения и чрезвычайно высокие магнитные поля.
Материя, ударяясь о твердую поверхность нейтронной звезды, сильно разогревается и начинает излучать в рентгене. Близкими родственниками рентгеновских пульсаров являются поляры и промежуточные поляры
. Различие между пульсарами и полярами заключается в том, что пульсар — это нейтронная звезда, а поляр — белый карлик. Соответственно, у них ниже магнитные поля и скорость вращения.

Оптические пульсары

В январе 1969 г. район пульсара в Крабовидной туманности был обследован оптическим телескопом с фотоэлектрической аппаратурой, способной регистрировать быстрые колебания блеска. Было отмечено существование оптического объекта с колебаниями блеска, имеющими такой же период, как и радиопульсар в этой туманности. Этим объектом оказалась звездочка 16-й величины в центре туманности. Она имела какой-то неразборчивый спектр без спектральных линий. Исследуя в 1942 г. Крабовидную туманность, В. Бааде указал на нее как на возможный звездный остаток сверхновой, а И.С. Шкловский в более поздние годы предполагал, что она является источником релятивистских частиц и фотонов высокой энергии. Но все это были лишь предположения. И вот звезда оказалась оптическим пульсаром
, имеющим одинаковые с радиопульсаром период и интеримпульсы, а физически она должна быть нейтронной звездой, расход энергии которой достаточен для поддержания свечения и всех видов излучений Крабовидной туманности. После открытия оптического пульсара были проведены поиски и в других остатках сверхновых, особенно в тех, где уже найдены радиопульсары. Но только в 1977 г. австралийским астрономам с помощью специальной техники удалось нащупать пульсацию в оптическом диапазоне исключительно слабой звездочки 25-й величины в остатке сверхновой Паруса X. Третий оптический пульсар нашли в 1982 г. в созвездии Лисички по радиоизлучению. Остатка сверхновой не найдено.

Что же собой представляет оптический пульсар?
Центральные компоненты спектральных линий SS 433 показывают перемещения с периодом 13 суток и изменения скорости движения от -73 до +73 км/с. Видимо, здесь также присутствует тесная двойная система, состоящая из оптически наблюдаемого горячего сверхгиганта классов О или В и невидимого в оптике рентгеновского компонента. Сверхгигант имеет массу более десяти солнечных, он раздулся до предельных границ собственной зоны тяготения, пополняет своим газом диск, окружающий по экватору вращения рентгеновский компонент. Плоскость диска перпендикулярна оси вращения компактного объекта, каким является рентгеновский компонент, а не лежит в орбитальной плоскости двойной системы. Поэтому диск и обе газовые струи ведут себя как наклонно вращающийся волчок, причем ось их вращения прецессирует (описывает конус), совершая один оборот за 164 суток (это известное явление прецессии вращающихся тел). Рентгеновский компонент, пожирающий газ диска и выбрасывающий струи, может быть нейтронной звездой.

Относятся к числу самых мощных космических источников гамма-излучения. Астрофизики очень хотят выяснить, каким образом эти нейтронные звезды ухитряются так сильно светить в гамма-диапазоне. До запуска телескопа Ферми было известно лишь около десятка гамма-пульсаров, в то время как общее число пульсаров составило примерно 1800. Теперь новая обсерватория стала открывать гамма-пульсары десятками. Ученые надеются, что ее работа дастмножество ценных сведений, которые помогут лучше понять природу гамма-пульсаров и других космическихгенераторов гамма-квантов.

В 2012 г. астрономы обнаружили при помощи орбитального гамма-телескопа «Ферми» быстрейший на сегодня гамма-пульсар в созвездии Центавра, совершающий один оборот за 2,5 миллисекунды и пожирающий при этом останки звезды-компаньона размером с Юпитер. (Га́мма-излуче́ние
(гамма-лучи
, γ-лучи
) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны —

Подытожим…

Нейтронные звезды
– удивительные объекты. Их в последнее время наблюдают с особенным интересом, т.к. загадку представляет не только их строение, но и огромная их плотность, сильнейшие магнитные и гравитационные поля. Материя там находится в особом состоянии, напоминающем огромное атомное ядро, и эти условия невозможно воспроизвести в земных лабораториях.
Пульсар — это просто огромный намагниченный волчок, крутящийся вокруг оси, не совпадающей с осью магнита
. Если бы на него ничего не падало и он ничего не испускал, то его радиоизлучение имело бы частоту вращения и мы никогда бы его не услышали на Земле. Но дело в том, что данный волчок имеет колоссальную массу и высокую температуру поверхности, а вращающееся магнитное поле создает огромное по напряженности электрическое поле, способное разгонять протоны и электроны почти до световых скоростей. Причем все эти заряженные частицы, носящиеся вокруг пульсара, зажаты в ловушке из его колоссального магнитного поля. И только в пределах небольшого телесного угла около магнитной оси они могут вырваться на волю (нейтронные звезды обладают самыми сильными магнитными полями во Вселенной, достигающими 1010-1014 гаусс. Сравним: земное поле составляет 1 гаусс, солнечное — 10-50 гаусс). Именно эти потоки заряженных частиц и являются источником того радиоизлучения, по которому и были открыты пульсары, оказавшиеся в дальнейшем нейтронными звездами. Поскольку магнитная ось нейтронной звезды необязательно совпадает с осью ее вращения, то при вращении звезды поток радиоволн распространяется в космосе подобно лучу проблескового маяка — лишь на миг прорезая окружающую мглу.

Слишком уж необычным был. Главная его особенность, за что он и получил свое название – периодические вспышки излучения, причем со строго определенным периодом. Этакий радиомаяк в космосе. Сначала предполагали, что это пульсирующая звезда, которая меняет свои размеры – такие давно известны. А обнаружила его Джоселин Белл, аспирантка Кембриджского университета, с помощью радиотелескопа.
Что интересно, первый пульсар назвали LGM-1, что на английском означает «маленькие зеленые человечки». Однако постепенно выяснилось, что пульсары – естественные объекты нашей Вселенной, да и открыто их уже довольно много – под две тысячи. Самый близкий от нас находится на расстоянии 390 световых лет.

Итак, что же представляет собой пульсар? Это очень маленькая, но очень плотная нейтронная звезда. Такие звезды образуются после взрыва звезды – гиганта, гораздо большей, чем наше Солнце – карлик. В результате прекращения термоядерной реакции вещество звезды сжимается в очень плотный объект – это называется коллапсом, а во время этого электроны – отрицательные частицы, вдавливаются внутрь ядер и соединяются с протонами – положительными частицами. В конце концов, все вещество звезды оказывается состоящим из одних нейтронов, что и дает огромную плотность – нейтроны не имеют заряда и могут располагаться очень тесно, практически друг на друге.

Так вот, вся материя огромной звезды умещается в одной нейтронной звезде, которая имеет размеры всего в несколько километров. Плотность ее такова, что чайная ложка вещества этой звезды весит миллиард тонн.

Первый пульсар, открытый Джоселин Белл, посылал в космос электромагнитные вспышки с частотой 1.33733 секунды. Другие пульсары имеют другие периоды, но частота их излучения остается постоянной, хотя и может лежать в различных диапазонах – от радиоволн до рентгеновского излучения. Почему так происходит?

Дело в том, что нейтронная звезда размером с город очень быстро вращается. Она может совершить тысячу оборотов вокруг своей оси за одну секунду. При этом она имеет очень мощное магнитное поле. По силовым полям этого поля движутся протоны и электроны, а около полюсов, где магнитное поле особенно сильное и где эти частицы достигают очень больших скоростей, они выделяют кванты энергии в различных диапазонах. Получается как бы естественный синхрофазотрон – ускоритель частиц, только в природе. Вот так на поверхности звезды образуется две области, из которых идет очень мощное излучение.

Положите на стол фонарик и начните его вращать. Луч света вращается вместе с ним, освещая все по кругу. Так и пульсар, вращаясь, посылает свое излучение с периодом своего вращения, а оно у него очень быстрое. Когда на пути луча оказывается Земля, мы видим всплеск радиоизлучения. Притом идет этот луч из пятна на звезде, размер которого всего-навсего 250 метров! Это какая же мощность, если мы можем обнаружить сигнал за сотни и тысячи световых лет! Магнитные полюса и ось вращения у пульсара не совпадают, поэтому излучающие пятна вращаются, а не стоят на месте.

Остаток сверхновой Корма-А, в центре которой находится нейтронная звезда

Нейтронные звезды являются остатками массивных звезд, которые достигли конца своего эволюционного пути во времени и пространстве.

Эти интересные объекты, рождаются от некогда массивных гигантов, которые в четыре-восемь раз больше нашего Солнца. Происходит это во вспышке сверхновой.

После такого взрыва внешние слои выбрасываются в космос, ядро остается, но она больше не в состоянии поддерживать ядерный синтез. Без внешнего давления от вышележащих слоев, она коллапсирует и катастрофически сжимается.

Несмотря на свой малый диаметр — около 20 км, нейтронные звезды могут похвастаться в 1,5 раза большей массой нежели чем у нашего Солнца. Таким образом, они являются невероятно плотными.

Маленькая ложка вещества звезды на Земле будет весить около ста миллионов тонн. В ней протоны и электроны объединяются в нейтроны — этот процесс называется нейтронизацией.

Состав


Состав их неизвестен, предполагают, что они могут состоять из сверхтекучей нейтронной жидкости. Они обладают чрезвычайно сильным гравитационным притяжением, гораздо больше, чем у Земли и даже у Солнца. Это гравитационные силы особенно впечатляют, поскольку она имеет небольшой размер.
Все они вращаются вокруг оси. При сжатии, угловой момент вращения сохраняется, а из-за уменьшения размеров, скорость вращения возрастает.

Из-за огромной скорости вращения, внешняя поверхность, представляющая собой твердую «кору» периодически трескается и происходят «звездотрясения», которые замедляют скорость вращения и сбрасывают «излишки» энергии в космос.

Ошеломляющее давление, которое существуют в ядре, может быть похоже на то, которое существовало в момент большого взрыва, но к сожалению, его нельзя смоделировать на Земле. Поэтому эти объекты являются идеальными природными лабораториями, где мы можем наблюдать энергии недоступные на Земле.

Радиопульсары


Радиоульсары были открыты в конце 1967 г. аспирантом Jocelyn Bell Burnell как радиоисточники, которые пульсируют на постоянной частоте.
Радиация, испускаемая звездой, видна как пульсирующий источник излучения или пульсар.

Схематическое изображение вращения нейтронной звезды

Радиопульсары (или просто пульсар) — это вращающиеся нейтронные звезды, струи частиц которых, движутся почти со скоростью света, как вращающийся луч маяка.

После непрерывного вращения, в течение нескольких миллионов лет, пульсары теряют свою энергию и становятся нормальными нейтронными звездами. На сегодня известно только около 1000 пульсаров, хотя их могут быть сотни в галактике.

Радиопульсар в Крабовидной туманности

Некоторые нейтронные звезды испускают рентгеновское излучение. Знаменитая Крабовидная туманность — хороший пример такого объекта, образовавшейся во время взрыва сверхновой. Эта вспышка сверхновой наблюдалась в 1054 году нашей эры.

Ветер от Пульсара, видео телескопа Чандра

Радиопульсар в Крабовидной туманности, сфотографированный с помощью космического телескопа Хаббла через фильтр 547nm (зеленый свет) с 7 августа 2000 года по 17 апреля 2001 года.

Магнетары


Нейтронные звезды имеют магнитное поле в миллионы раз сильнее, чем самое сильное магнитное поле, производимое на Земле. Они также известны как магнетары.

Планеты у нейтронных звезд

На сегодня известно, что у четырех есть планеты. Когда она находится в двойной системе, то возможно измерить ее массу. Из числа таких двоичных систем в радио или рентгеновском диапазоне, измеренные массы нейтронных звезд были примерно в 1.4 раза больше массы Солнца.

Двойные системы


Совсем иной тип пульсаров виден в некоторых рентгеновских двойных системах. В этих случаях, нейтронная звезда и обычная образуют двойную систему. Сильное гравитационное поле тянет материал из обычной звезды. Материал, падающий на нее в процессе аккреции, нагревается так сильно, что производит рентгеновские лучи. Импульсные рентгеновские лучи видны, когда горячие пятна на вращающемся пульсаре проходят через луч зрения с Земли.

Для бинарных систем, содержащих неизвестный объект, эта информация помогает отличить: является ли он нейтронной звездой, или например черной дырой, потому что черные дыры куда более массивные.

Нейтронная звезда — пульсар

Содержание страницы:

• Что из себя представляет
• Состав нейтронных звёзд
• Магнитное поле
• Типы нейтронных звезд
  • Пульсары
  • Магнетары
  • Рентгеновские пульсары.
  • Миллисекундные пульсары.
• Экзопланеты у нейтронных звезд
• Исследования

Нейтронная звезда — очень быстро вращающееся тело, оставшееся после взрыва сверхновой звезды. При диаметре 20 километров это тело имеет массу сравнимую с солнечной, один грамм нейтронной звезды весил бы в земных условиях более 500 миллионов тонн! Такая огромная плотность возникает от вдавливания электронов в ядра, от чего они объединяются с протонами и образуют нейтроны. По сути, нейтронные звезды по свойствам, включая плотность и состав, очень похожи на атомные ядра. Но есть существенная разница: в ядрах нуклоны притягивает сильное взаимодействие, а в звездах – сила гравитации.

Что из себя представляет

Для того, чтобы понять, что же из себя представляют эти загадочные объекты мы настоятельно рекомендуем обратиться к выступлениям Сергея Борисовича ПоповаСергей Борисович ПоповАстрофизик и популяризатор науки, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга. Лауреат фонда «Династия» (2015). Лауреат государственной премии «За верность науке» как лучший популяризатор 2015 года

Состав нейтронных звёзд

Состав этих объектов (по понятным причинам) изучен пока только в теории и математических расчетах. Однако, известно уже многое. Как и следует из названия, состоят они преимущественно из плотно упакованных нейтронов.

Атмосфера нейтронной звезды имеет толщину всего несколько сантиметров, но в ней сосредоточено все её тепловое излучение. За атмосферой находится кора, состоящая из плотно упакованных ионов и электронов. В середине находится ядро, состоящее из нейтронов. Ближе к центру достигается максимальная плотность вещества, которая в 15 раз больше ядерной. Нейтронные звезды — самые плотные объекты во вселенной. Если попытаться и далее увеличивать плотность вещества произойдет коллапс в черную дыру, или образуется кварковая звезда.

Сейчас эти объекты изучают путем вычисления сложных математических моделей на суперкомпьютерах.

Магнитное поле

Нейтронные звёзды имеют скорости вращения до 1000 оборотов в секунду. При этом электропроводящие плазма и ядерное вещество вырабатывают магнитные поля гигантских величин.

Для примера — магнитное поле Земли -1 гаусс, нейтронной звезды —  10 000 000 000 000 гаусс. Самое сильное поле, созданное человеком, будет в миллиарды раз слабее.

Типы нейтронных звезд

Пульсары

Это обобщающее название для всех нейтронных звезд. Пульсары имеют четко определенный период вращения, который не меняется очень долгое время. Благодаря этому свойству их прозвали «маяками вселенной»

Частицы узким потоком на очень высоких скоростях вылетают через полюса, становясь источником радиоизлучения. Из-за несовпадения осей вращения, направление потока постоянно меняется, создавая эффект маяка. И, как у каждого маяка, у пульсаров своя частота сигнала, по которой его можно идентифицировать.

Практически все обнаруженные нейтронные звёзды существуют в двойных рентгеновских системах или в качестве одиночных пульсаров.

Магнетары

При рождении очень быстро крутящейся нейтронной звезды, общие вращение и конвекция создают громадное магнитное поле. Это происходит за счёт процесса «активного динамо». Это поле превышает величины полей обычных пульсаров в десятки тысяч раз. Действие динамо заканчивается через 10 – 20 секунд, и происходит охлаждение атмосферы звезды, но магнитное поле успевает возникнуть заново за этот срок. Оно неустойчиво, и быстрая смена его структуры порождает выброс гигантского количества энергии. Получается, что магнитное поле звезды разрывает её саму.  Кандидатов на роль магнетаров в нашей галактике насчитывается около десятка. Появление его возможно из звезды, превосходящей минимум в 8 раз массу нашего Солнца. Размеры же их порядка 15 км в диаметре, при массе около одной солнечной. Но достаточного подтверждения существования магнетаров пока не получено.

Рентгеновские пульсары.

Они считаются другой фазой жизни магнетара и излучают исключительно в рентгеновском диапазоне. Излучение возникает в результате взрывов, имеющих определённый период.

Некоторые нейтронные звёзды появляются в двойных системах или же приобретают компаньона, захватив его в свое гравитационное поле. Такой компаньон будет отдавать своё вещество агрессивной соседке. Если компаньон нейтронной звезды по массе не меньше Солнца, то возможны интересные явления – барстеры. Это рентгеновские вспышки, продолжительностью в секунды или минуты. Но они способны усилить светимость звезды до 100 тыс. солнечных. Перенесённые с компаньона водород и гелий наслаиваются на поверхности барстера. Когда слой становится очень плотным и горячим, запускается термоядерная реакция. Мощность такого взрыва невероятна: на каждом квадратном сантиметре звезды выделяется мощь, эквивалентная взрыву всего земного ядерного потенциала.

При наличии компаньона-гиганта, вещество теряется им в виде звёздного ветра, а нейтронная звезда втягивает его своей гравитацией. Частицы летят по силовым линиям по направлению к магнитным полюсам. При несовпадении магнитной оси  и  оси вращения, яркость звезды будет переменной. Получается рентгеновский пульсар.

Миллисекундные пульсары.

Они тоже связаны с двойными системами и обладают самыми короткими периодами (меньше 30 миллисекунд). Вопреки ожиданиям, они оказываются не самыми молодыми, а достаточно старыми. Старая и медленная нейтронная звезда поглощает материю компаньона-гиганта. Падая на поверхность захватчика, материя придаёт ей вращательную энергию, и вращение звезды усиливается. Постепенно компаньон превратится в белого карлика, потеряв в массе.

Экзопланеты у нейтронных звезд

Первую экзопланету открыли при исследовании радиопульсара. Так как нейтронные звезды очень стабильны,  возможно очень точно отслеживать находящиеся рядом планеты с массами, намного меньшими массы Юпитера.

Очень легко отыскалась планетная система у пульсара PSR 1257+12, удалённого от Солнца на 1000 световых лет. Рядом со звездой три планеты, имеющие массы 0,2, 4,3 и 3,6 масс Земли с периодами обращений в 25, 67 и 98 суток. Позже нашлась ещё одна планета с массой Сатурна и периодом обращения 170 лет. Также известен пульсар с планетой немного массивнее Юпитера.

На самом деле парадоксально, что возле пульсара существуют планеты. Нейтронная звезда рождается в результате взрыва сверхновой, и та теряет основную часть своей массы. Оставшаяся часть уже не обладает достаточной гравитацией для удержания спутников. Вероятно, найденные планеты образовались уже после катаклизма.

Исследования

Число известных нейтронных звёзд около 1200. Из них 1000 считаются радиопульсарами, а остальные определены как рентгеновские источники. Изучать эти объекты невозможно, послав к ним какой-либо аппарат. В кораблях «Пионер» были отправлены послания разумным существам. И местоположение нашей Солнечной системы указано именно с ориентацией на ближайшие к Земле пульсары. От Солнца линиями показаны направления на эти пульсары и расстояния до них. А прерывистость линии обозначает период их обращения.

Ближайший к нам нейтронный сосед расположен в 450 световых годах. Это двойная система – нейтронная звезда и белый карлик, период её пульсации 5,75 миллисекунды.

Вряд ли возможно оказаться рядом с нейтронной звездой и остаться в живых. Можно только фантазировать на эту тему. Да и как представить выходящие за границы разума величины температуры, магнитного поля и давления? Но пульсары ещё помогут нам в освоении межзвёздного пространства. Любое, даже самое дальнее галактическое путешествие, окажется не гибельным, если будут работать стабильные маяки, видимые во всех уголках Вселенной.

Астрономы разрешили пульсарам иметь пригодные для жизни планеты

Астрономия


15:36
20 Дек. 2017


Сложность
5.6

Institute of Astronomy, University of Cambridge

Рядом с пульсарами могут существовать потенциально пригодные для жизни планеты, сообщают астрономы в журнале Astronomy & Astrophysics. Однако они должны обладать очень плотной атмосферой, а их масса — превосходить земную в несколько раз.

Пульсары традиционно считаются не самыми лучшими кандидатами на роль «хозяев» потенциально обитаемых планет. Дело в том, что пульсар — это оставшаяся после взрыва сверхновой вращающаяся нейтронная звезда, которая обладает сильным магнитным полем и испускает узконаправленные потоки излучения в области магнитных полюсов. При этом основная часть излучения приходится на рентгеновский диапазон, который губителен для известных нам организмов.

Однако нидерландские астрономы Алессандро Патруно (Alessandro Patruno) и Михкель Кама (Mihkel Kama) из Лейденского университета пришли к выводу, что чисто гипотетически у пульсаров могут существовать пригодные для жизни планеты. В своей работе исследователи уточнили, как возникли три экзопланеты рядом с пульсаром PSR B1257+12, и на основе этих данных предположили, где должна находиться зона обитаемости вращающихся нейтронных звезд.

Исследователи искали обломочный диск, гипотезу о наличии которого выдвинула другая группа астрономов еще 10 лет назад. Он должен помочь объяснить механизм образования экзопланет у пульсара PSR B1257+12, находящегося в 2,3 тысячи световых лет от Земли. Исследователи искали следы диска в данных космической рентгеновской обсерватории «Чандра» и действительно их нашли. Они обнаружили неравномерность распределения энергии фотонов, идущих от источника, в диапазоне 0,3 — 8,0 килоэлектронвольт, что указало на присутствие поглощающего материала.

Существует три сценария образования экзопланет вокруг пульсаров. Согласно первому, они рождаются в аккреционном диске молодой звезды. Второй сценарий предполагает возникновение небесных тел из материала, оставшегося поле взрыва сверхновой, а третий — из вещества звезды-компаньона — «соседки» нейтронной звезды (если система была двойной). Однако первый вариант маловероятен, так как взрыв сверхновой, скорее всего, выбросил бы «нормальные» экзопланеты со своих орбит. Другие сценарии отделить друг от друга непросто — тем не менее, пульсар PSR B1257+12 относится к классу миллисекундных, а они приобретают высокую скорость вращения как раз за счет поглощения своих компаньонов.

Если пульсарные планеты образуются согласно второму или третьему сценарию, то их газовые оболочки будут богаты тяжелыми элементами (в астрономии это все, что тяжелее гелия), так как именно взрывы сверхновых считаются их главным источником. Водород легко уносится в космос, поэтому в атмосфере должны остаться более тяжелые газы. Благодаря этому небесные тела могут быть устойчивы к рентгеновскому излучению пульсаров, которое действует на атмосферу крайне разрушительно.

Однако газовые оболочки небесных тел должны быть очень плотными. На объектах в несколько раз тяжелее Земли атмосфера должна быть в сотни тысяч или даже миллионы раз массивнее земной. При этом и самой планете необходимо быть достаточно массивной, чтобы удержать такую газовую оболочку. Ученые предполагают, что для системы пульсара PSR B1257+12 такой сценарий вполне реален: две планеты из трех являются суперземлями с массой 3,9 и 4,3 земных.

В то же время, потеря атмосферы все равно неизбежна, вопрос лишь в том, как скоро это случится. Патруно и Кама построили модель взаимодействия газовых оболочек суперземель с пульсарным излучением. Они рассмотрели сценарий, в котором у планет нет глобального магнитного поля. Выяснилось, что объект, по своим характеристикам похожий на Землю, потеряет атмосферу относительно быстро — за период от одного до десяти миллионов лет. Для суперземель прогноз оказался несколько лучше: если атмосфера такого объекта будет достаточно толстой (30 процентов массы планеты), то она сохранится и через миллиард лет. С магнитным полем этот процесс замедлится, правда, неизвестно насколько. Обитаемая зона пульсаров (область, допускающая существование жидкой воды на поверхности) при этом может варьироваться от менее 0,01 до 10 астрономических единиц в зависимости от светимости пульсара.

Однако имеются и другие ограничения: например, поверхность планет может быть недостаточно теплой. Рентгеновское излучение, которое будет разогревать небесные тела, согласно расчетам, должно поглощаться в 50–70 километрах от поверхности. Кроме того, со временем поток энергии от пульсара станет уменьшаться, поэтому планеты будут остывать.

Таким образом, несмотря на то, что пульсарные планеты, по мнению Патруно и Камы, могут быть пригодны для жизни, эта гипотеза требует тщательного рассмотрения. Из-за толщины атмосферы поверхность небесных тел будет довольно темной, а давление у нее — очень высоким. Кроме того, неизвестно, какие температуры будут господствовать в нижних слоях газовой оболочки планет, поэтому сегодня пульсарные планеты все-таки трудно назвать лучшими кандидатами для поиска жизни.

В этом году астрономы открыли первый миллисекундный оптический пульсар. Он представляет собой нейтронную звезду с периодом вращения 1,69 миллисекунды, которая удалена от нас на 4,5 тысячи световых лет.

Кристина Уласович

Астрономы просканировали 800 пульсаров, чтобы увидеть, есть ли среди них планеты

Астрономы открыли первые экзопланеты в 1992 году. Они обнаружили пару из них, вращающихся вокруг пульсара PSR B1257+12 примерно в 2300 световых годах от Солнца. Через два года они обнаружили третью планету в системе.

Теперь группа астрономов пытается повторить этот подвиг, исследуя 800 известных пульсаров в поисках экзопланет.

Команда астрономов из Центра астрофизики Джодрелл Бэнк при Манчестерском университете. В Джодрелл Бэнк есть группа, которая работает над пульсарами и астрофизикой во временной области. Пульсары представляют интерес по ряду различных причин, и Джодрелл Бэнк отслеживает 800 пульсаров в рамках своей работы.

Команда представляет свои результаты в документе под названием «Поиск планетарных компаньонов около 800 пульсаров в рамках программы измерения пульсаров Джодрелл Бэнк». Первым автором статьи является Юлиана Ниту, и статья будет опубликована в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Джоселин Белл Бернелл, астрофизик из Северной Ирландии, открыла первый пульсар в 1967 году. Ей и еще одному астрофизику потребовалось некоторое время, чтобы понять, что это такое. Были обычные предположения об инопланетных источниках, но как только были обнаружены и изучены другие пульсары, стало ясно, что они являются естественными объектами.

Пульсары — это быстро вращающиеся нейтронные звезды, сильно намагниченные и испускающие пучки электромагнитного излучения со своих полюсов. Когда один из полюсов направлен на Землю, мы видим его, как маяк. Известно, что пульсары излучают в радиодиапазоне, видимом свете, рентгеновском и даже гамма-излучении. Когда пульсар вращается, луч то виден, то невидим с интервалами всего в несколько миллисекунд. Интервалы очень точны — точнее, чем у атомных часов, — и это делает пульсары полезными инструментами для астрономов.

Их точные интервалы делают их идеальными для поиска планет вокруг них. Даже небольшая разница в их времени означает, что пульсар движется вперед и назад. Это означает, что одна или несколько планет могут тянуть его. Поиск экзопланет вокруг пульсаров называется методом синхронизации пульсаров.

Метод транзита является более распространенным методом поиска экзопланет. Это включает в себя наблюдение за светом звезды и поиск регулярных провалов в его свете. Провал в звездном свете может сигнализировать о присутствии планеты, проходящей перед звездой, и если провал повторяется регулярно, это свидетельствует об орбите. С помощью этого метода ученые находят большинство экзопланет, хотя для подтверждения присутствия планет часто используются последующие измерения с помощью других методов.

Одной из проблем транзитного метода является присущая ему систематическая ошибка выбора. Обнаружить большие планеты намного проще, потому что они блокируют больше звездного света. Также легче найти планеты, вращающиеся вокруг своих звезд, потому что они вращаются быстрее и чаще вызывают провалы в звездном свете.

На этой иллюстрации показан пульсар, линии магнитного поля которого показаны синим цветом. Лучи, исходящие от полюсов, — это то, что омывает наши детекторы, когда мертвая звезда вращается. Изображение предоставлено: NASA

Но время пульсара другое. Поскольку синхронизация пульсаров настолько точна, даже маленькие планеты могут тянуть пульсары достаточно, чтобы сигнализировать об их присутствии. Планеты, обнаруженные вокруг PSR B1257+12 в начале 19 века.90-е были меньше, чем большинство экзопланет, обнаруженных транзитным методом. Самый маленький из трех был всего 0,002 массы Земли. По состоянию на 2019 год самая маленькая экзопланета, когда-либо найденная с помощью метода транзита, составляла 80% размера Земли.

Эта новая попытка найти экзопланеты вокруг 800 пульсаров отличается от других попыток поиска планет. Эта работа не является новым опросом или программой мониторинга. Вместо этого он основан на поиске существующих данных о пульсарах в Центре Джодрелл Бэнк. «Набор данных, используемый в этой работе, состоит из наблюдений примерно 800 пульсаров из базы данных времени пульсаров Jodrell Bank», — объясняют авторы.

Но какова вероятность обнаружения дополнительных экзопланет вокруг пульсаров? Пульсары — это экстремальные объекты с долгой историей, перемежающейся эпизодическими катастрофами. «Очевидная редкость систем, подобных PSR B1257+12, вполне может быть следствием экстремальных условий, в которых формируются пульсары», — пишут авторы.

Пульсары — это нейтронные звезды, а нейтронные звезды имеют катастрофическое происхождение. Они начинаются как массивные звезды с массой от 10 до 25 масс Солнца. В конце своей жизни в результате регулярного синтеза эти звезды взрываются как сверхновые, а затем коллапсируют в сверхплотные нейтронные звезды, состоящие из нейтронно-вырожденного вещества. Маловероятно, что какая-либо планета сможет пережить все это.

Представление художника о сверхновой. Предоставлено: NASA

Могут ли планеты образоваться после взрыва сверхновой? Может быть. Авторы объясняют один возможный сценарий, когда планета формируется вокруг двойной пары звезд, а затем захватывается нейтронной звездой после столкновения двух звезд. Планета также могла «… пережить последующую эволюцию исходной системы в систему нейтронных звезд».

«Полученная система будет состоять из обычного пульсара с планетарными спутниками на эксцентричных орбитах», — пишут они, хотя такие типы планет будут очень редки. Для выживания планет потребуется очень точно настроенная среда.

Второй сценарий более вероятен. В этом случае сверхновая выбрасывает огромное количество материала при взрыве, выбрасывая его в космос с высокой скоростью. Но часть материи может не избежать гравитации оставшейся нейтронной звезды. Вместо этого он образует протопланетный диск, а планеты образуются в результате аккреции. В этом случае ожидается «…нормальный пульсар, окруженный планетами относительно небольшой массы на круговых орбитах», — говорят авторы.

Возможен и третий сценарий. В этом случае планета на самом деле является остатком нейтронной звезды в двойной паре нейтронных звезд. Одна из нейтронных звезд разрушает другую или заставляет другую частично испаряться. Остаток ядра теперь представляет собой планету, почти полностью состоящую из алмазов.

Это только три возможности формирования планет вокруг пульсаров. Одна из причин поиска большего количества планет-пульсаров состоит в том, чтобы сузить эти возможности до более понятной структуры. «В целом, существует большое количество предполагаемых путей образования планет вокруг пульсаров, и поэтому крупномасштабные поиски спутников планетарной массы и их орбитальных параметров имеют решающее значение для ограничения и определения осуществимости различных моделей», — объясняют авторы.

Несмотря на точную синхронизацию пульсаров, есть некоторые проблемы. Шум может проникнуть в измерения. «…обнаруживаемость планет вокруг пульсаров также ограничена наличием так называемого «временного шума», проявляющегося в виде долговременного процесса красного шума во вращении пульсара. Это представляет дополнительную проблему в поиске планетарных компаньонов, поскольку может не только маскировать бинарные подписи, но и имитировать их», — пишут авторы.

Прежде чем команда смогла получить свои результаты, они должны были смоделировать влияние планеты на пульсар. Комбинация пульсар/планета лучше всего моделируется как бинарная пара. «Когда пульсар является частью двойной системы (со звездой или планетой), он вращается вокруг центра масс системы, двигаясь относительно наблюдателя на Земле», — объясняют они. Это движение создает небольшую задержку сигнала, достигающего Земли. Эта задержка называется задержкой Ремера.

Это изображение двойного пульсара J0737-3039. Большинство двойных пульсаров — это пульсары в паре с планетой или нейтронной звездой, но J0737-3039 — это пара пульсаров. Изображение предоставлено: Майклом Крамером (обсерватория Джодрелл-Бэнк, Манчестерский университет), авторство, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=827204

Команда исследователей использовала эти и многие другие факторы для разработки Их аналитический метод. В такой работе есть необходимые ограничения, и самый важный из них связан с массами экзопланет. «Мы накладываем ограничения на прогнозируемые массы любых планетных компаньонов, которые достигают всего 1/100 массы Луны (около 10 ^-4 Земные массы). Несмотря на то, что это предел, это чрезвычайно маленькая планета, чтобы ее можно было обнаружить.

Исследователи резюмировали свой общий подход, заявив, что «этот подход хорошо подходит для систематического поиска планет вокруг пульсаров, для установления ограничений на массу любых небесных тел на орбите и, следовательно, для вывода статистически значимых свойств населения планеты. эти планеты».

Так что же они нашли?

«Мы обнаружили, что у двух третей наших пульсаров маловероятно, что у них будут компаньоны с массой выше 2 ~ 8 масс Земли», — говорят ученые. «Наши результаты показывают, что менее 0,5% пульсаров могут содержать планеты земной группы, такие же большие, как те, которые вращаются вокруг PSR B1257+12 (около 4 масс Земли)». PSR B1257+12 — первый пульсар, вокруг которого в 1992. Он служит своего рода эталоном для систем планет-пульсаров.

Однако в этих результатах есть по крайней мере одно предостережение, и оно относится к маломассивным планетам. «…однако меньшая планета в этой системе (около 0,02 массы Земли) была бы необнаружима в 95% нашей выборки, скрытой как инструментальными, так и собственными шумовыми процессами…» Команда также указывает, что неясно, существуют ли такие крошечные планеты, как эта могли существовать обособленно.

15 пульсаров в выборке показали некоторые аномалии, но они не обязательно были планетами. Команда объясняет, что суровая магнитосфера вокруг пульсаров может вызывать нерегулярную периодичность. «Мы обнаруживаем значительную периодичность у 15 пульсаров, однако мы обнаруживаем, что внутренние квазипериодические магнитосферные эффекты могут имитировать влияние планеты, и в большинстве этих случаев мы считаем, что это является источником обнаруженной периодичности».

В конечном итоге оказалось, что планеты-пульсары очень редки. Только один пульсар из 800 является вероятным кандидатом на роль хозяина планет. «Мы считаем, что наиболее вероятным кандидатом в спутники планеты в нашей выборке является PSR J2007+3120».

PSR J2007+3120 может содержать пару планет. «Наш первоначальный анализ PSR J2007+3120 выявил колебания, соответствующие планетарному компаньону с орбитальным периодом 723 (8) дней», — пишут авторы. Доказательства существования второй планеты не так убедительны и могут быть просто шумом. «… нет сильного предпочтения между компонентом красного шума и второй планетой», — объясняют они.

В конце концов команда нашла не так много планет. Только у одного из 800 пульсаров есть убедительные свидетельства наличия планет, а свидетельства существования второй планеты вокруг PSR J2007+3120 не очень надежные. Что это говорит нам о пульсарах и планетах? Во-первых, это показывает, насколько необычна система PSR B1257+12 с тремя планетами.

«Поэтому мы подтверждаем гипотезу о том, что образование планет вокруг пульсаров происходит редко, а PSR B1257+12 — это особый случай».

Из «Поиска планетарных спутников около 800 пульсаров из Джодрелл 9».0068 Программа синхронизации пульсаров на берегу», автор Nitu et al. 2022.

«Мы подтверждаем, что PSR B1257+12 должен иметь необычный механизм формирования, устанавливая верхнюю границу в 0,5% пульсаров с похожими планетами». Команда также говорит, что они могут исключить популяцию более массивных планет-пульсаров. «Мы исключаем популяцию необнаруженных планетарных спутников, превышающую примерно 10 масс Земли», — пишут они в заключении.

Представление художника о планетах, вращающихся вокруг PSR B1257+12. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/R. Больно (ССК)

Но они не могут исключить население гораздо меньших планет. Некоторые из этих планет могут быть скрыты в шуме. «Шум времени, присутствующий в большинстве пульсаров, означает, что мы не можем исключить значительную популяцию крошечных (<0,1 массы Земли) планет, хотя неясно, существовали бы такие планеты изолированно». Если эти планеты сформировались из диска материала вокруг пульсаров, то тот же механизм должен производить и более массивные планеты.

«Мы, таким образом, подтверждаем гипотезу о том, что образование планет вокруг пульсаров происходит редко, а PSR B1257+12 — это частный случай», — заключают они. На данный момент он остается единственным пульсаром, в котором есть планеты размером с Землю.

По мере совершенствования технологий у астрономов могут появиться более эффективные способы обнаружения меньших планет вокруг пульсаров и устранения шума в сигнале. Эти усилия не станут последним словом в отношении планет-пульсаров.

Что касается обитаемости, то это крайне маловероятно. Область вокруг пульсаров чрезвычайно сурова. Мощные магнитные поля могут нанести ущерб любым планетам поблизости. А пульсары — это нейтронные звезды, поэтому синтеза не происходит. Они немного больше, чем зола, хотя они все еще могут быть очень горячими. Некоторые из планет вокруг пульсаров представляют собой не более чем взорванные остатки звездного компаньона пульсара и могут состоять из чистого алмаза. Другие являются захваченными объектами.

Но это исследование никогда не касалось обитаемости. Он предназначен для исследования некоторых из самых необычных объектов во Вселенной. Могут ли эти чрезвычайно плотные звезды конечного состояния, состоящие из вырожденной нейтронной материи, звезды, которые быстро вращаются и генерируют экстремальные магнитные поля, стать хозяевами планет?

Не очень часто.

• Исследовательская работа: Поиск планетарных спутников около 800 пульсаров из программы измерения пульсаров Джодрелл Бэнк
• Вселенная сегодня: почему пульсары такие яркие
• Вселенная сегодня: новое моделирование точно показывает, что происходит при слиянии нейтронных звезд

Нравится:

Нравится Загрузка…

Эп. 3: Горячие юпитеры и планеты-пульсары

Фрейзер Кейн: На прошлой неделе мы говорили о различных способах, которыми астрономы находят внесолнечные планеты, используя различные методы. На этой неделе мы хотели поговорить о реальных типах планет, которые были обнаружены. Когда-то астрономы ожидали, что виды солнечных систем, которые они обнаружат, будут очень похожи на те солнечные системы, в которых мы живем, но этого не произошло.

Доктор Памела Гей: На самом деле это одна из тех вещей, где, как бы странно это ни звучало, наша современная модель формирования Солнечной системы восходит к 1755 году и к Иммауэлю Канту, который выдвинул гипотезу о небулярности. До недавнего времени (с изменениями с течением времени) все говорили, что нужно сформировать солнечную систему, взять гигантское облако газа и как-то его потревожить (скажем, ближайшая сверхновая взорвется и подтолкнет его), она начнет коллапсировать, начнет разрушаться. вращения, вы получите сплющенный пылевой диск, в котором формируются планеты. Пылевой диск наиболее нагрет вблизи звезды, и именно там формируются твердые планеты, потому что там испаряются все газы. Как только вы преодолеете определенное расстояние, появится так называемая линия замерзания. За этой линией вы можете получить газообразные планеты.
 
Итак, у нас была очень четкая, основанная на теории, с использованием тестов нашей собственной солнечной системы, модель того, как, по нашему мнению, должна выглядеть солнечная система: у вас есть звезда, каменистые планеты внутри, газообразные планеты снаружи, и мы сохраняем все куски льда во внешних частях Солнечной системы.
 
Затем мы начали находить планеты вокруг других звезд, и они обязательно не соответствуют нашим моделям. Мы работали над модификацией этой модели, чтобы учесть горячие юпитеры, которые находятся вблизи звезд, чтобы учесть тот факт, что вокруг пульсаров есть планеты.

Фрейзер: Какие планеты уже были обнаружены?

Памела: Самая первая планета вокруг другой звезды была обнаружена в 1992 году вокруг пульсара Александром Вольщаном. Он радиоастроном из Университета штата Пенсильвания. Он измерял время импульсов, исходящих от очень быстро вращающейся нейтронной звезды. Он обнаружил, что импульсы не были в идеальном ритме друг с другом. Иногда казалось, что они прибывают немного раньше, а иногда — слишком поздно. Это означало, что что-то вызывало очень незначительное изменение расстояния пульсара от нас, поэтому пульсар иногда был немного дальше, и эти импульсы должны были проходить дальше, чтобы добраться до нас (и поэтому замедлялись), или иногда пульсар был немного ближе.
 
Единственный способ объяснить такое крошечное движение пульсара — это сказать, что там должна быть планета, которая дергает пульсар. С тех пор мы продолжаем находить планеты вокруг пульсаров. Фактически, совсем недавно Алекс Вольщан снова обнаружил миниатюрную систему, в которой есть четыре разные планеты, которые, кажется, образуют модель солнечной системы половинного размера, где у вас есть планеты, уменьшенные с интервалами, пропорциональными Меркурию, Венере и Земле. , а затем есть еще одна планета на внешних краях этой пульсарной солнечной системы. Так что мы все еще находим их.

Фрейзер: Когда они говорят «планета», они, должно быть, используют термин довольно широко.

Памела: Это маленькие кусочки. Мы не можем сказать, соответствуют ли они всем критериям, установленным IAU. Мы не знаем, есть ли еще меньшие куски вещества на орбитах, на которых они находятся. Эти маленькие крошечные, очень каменистые вещи не были сформированы из исходного газа и пыли, которые образовала звезда, которая в конечном итоге сжалась до нейтронной звезды. снаружи. Скорее мы думаем, что они образовались из газа и пыли, выброшенных сверхновой, сформировавшей пульсар.
 
По сути, вы начинаете с гигантской звезды. Гигантская звезда достигает критической точки в своей жизни. Он больше не может генерировать собственную энергию, поэтому взрывается как сверхновая. Когда он взрывается как сверхновая, он извергает внешние слои звезды во все стороны. Похоже, что часть этого газа и пыли, выбрасываемых сверхновой, объединяется в планеты-пульсары.
 
После выброса атмосферы ядро ​​этой звезды разрушается и образует нейтронную звезду, настолько плотную, что протоны и электроны больше не могут оставаться отдельными и сливаются в нейтроны. Итак, у вас есть этот очень компактный объект, который вращается очень быстро, а вокруг него остатки бывшей звезды образуют новые миры.
 
Не совсем так, как в нашей Солнечной системе.

Фрейзер: Нет, но несколько лет спустя люди начали обнаруживать то, что мы могли бы считать «настоящими» планетами.

Памела: Точно. В 1995 году швейцарская команда во главе с Майклом Майором и Дидлером Кело из Женевы объявила, что они обнаружили быстро вращающуюся планету, вращающуюся вокруг яркой звезды 51 Пегаса. Это было не похоже ни на что, что кто-либо ожидал найти. Это была планета, похожая на Юпитер по массе, но с меньшей орбитой, чем у Меркурия. Это было не то, что кто-либо ожидал когда-либо найти. Внезапно всем формациям нашей Солнечной системы пришлось учитывать, как заставить планеты находиться на вершине своих звезд, когда они являются газообразными планетами.

Фрейзер: Верно, астрономы ожидали, что это будут скалы и каменистые планеты, такие как Земля, затем газообразные планеты, а затем ледяные планеты, все красивые и спокойные, но нет.

Памела: Все выстроено вежливо, заказано по типу удаленности от солнца и нет. Вселенная не любит делать то, что мы ожидаем.

Фрейзер: Итак, если бы мы были в 51 Pegasus, что бы мы видели? Как бы выглядела эта планета?

Памела: Нам будет очень жарко, и мы, вероятно, расплавимся или, по крайней мере, испаримся. Солнце просто полностью заполнило бы небо. Наше Солнце огромно, но оно далеко, поэтому кажется, что оно размером с четвертак, вытянутое на расстоянии вытянутой руки. Если бы вместо этого мы были намного ближе, то большую часть времени он просто заполнил бы все небо.
 
Для 51 Peg планета находится всего в 0,05 а.е. от своей центральной звезды. Это заставляет звезду (которая очень похожа на наше Солнце) заполнять в основном 70 градусов неба. Представьте себе Солнце, простирающееся почти от зенита до горизонта; это довольно впечатляюще представить.

Фрейзер: Считают ли астрономы, что такая ситуация обычна, или это только то, что они смогли обнаружить?

Памела: Мы все еще пытаемся узнать точную статистику. В настоящее время методы наблюдения, которые используются дольше всего и наиболее чувствительны к горячим юпитерам. Они чувствительны к планетам-гигантам, очень близким к обычным звездам. Это в первую очередь то, на что мы обращаем внимание, и это то, что наша техника способна найти в наибольшей степени. Есть эффекты выбора.
 
Мы начинаем использовать новые методы для поиска планет вокруг других типов звезд и для поиска планет других размеров, и мы получаем все больше и больше технологий, способных находить все более и более мелкие планеты. Точных пропорций мы не знаем, но со временем придет.

Фрейзер: Итак, вначале мы видели множество гигантских планет очень близко к своей родной звезде. Теперь, когда методы совершенствуются, мы находим планеты меньшего размера, более удаленные и с более «нормальными» орбитами.

Памела: Наконец-то мы начинаем находить каменистые планеты. Это, пожалуй, самое утешительное из всего. Мы долгое время находили планеты с горячим газом, и теперь мы, наконец, начинаем находить ледяные планеты, мы начинаем находить каменистые планеты, была обнаружена система, в которой было три планеты, опять-таки все еще довольно близкие орбиты.
 
Период обращения вокруг Солнца составляет 365 дней. Эти планеты имеют период обращения всего девять дней, 32 дня, 197 дней. Они намного ближе к своему солнцу, но их массы всего в 10-18 раз больше массы Земли. Это вещи, о которых мы можем начать думать. Мы находим каменистые планеты, и очень приятно знать, что такие вещи действительно существуют, нам просто нужно начать их искать и разработать технологию, чтобы постоянно их находить.
 
Мы также начинаем находить вещи, которые не совсем уверены, как объяснить. Недавно была найдена планета плотностью примерно с пробку. Это не то, что может объяснить какая-либо модель формирования планет, и не единственная: на данный момент найдено две таких модели. Чтобы получить плотность пробки, вы должны быть действительно горячими, более горячими, чем может объяснить близость к звезде. Каким-то образом эти планеты производят собственное тепло, чего планеты не должны делать в больших количествах.

Фрейзер: Итак, когда говорят о плотности пробки, они имеют в виду, что это будет, скажем, масса Юпитера, но намного больше, так что эта масса будет распространяться на большую площадь? Я помню, как смотрел на старые книги, вроде моих старых книг по астрономии, когда я был ребенком, и в них всегда были изображения Сатурна, плавающего в воде?
 
Является ли Сатурн консистенцией пробки?

Памела: Нет, это самое запутанное. Да, Сатурн менее плотный, чем вода, он будет плавать, это гигантский газовый шар. Но есть разница между пробкой и тем, что она менее плотная, чем вода. Эти планеты, в случае со Шляпой P1 (название планеты с таким невообразимым названием), в 1,38 раза больше радиуса Юпитера, поэтому он в три раза шире, чем Юпитер, но его масса всего в два раза меньше. . Это довольно существенная разница в том, сколько массы вы втиснули в какую большую площадь. Это мир с чрезвычайно низкой плотностью.
 
Чтобы выразить некоторые цифры, плотность Сатурна составляет 70% плотности воды, а плотность Юпитера примерно на 30% больше, чем плотность воды. Этот мир всего на 25% плотнее воды. Это показывает, что он намного менее плотный, чем Сатурн.

Фрейзер: Каковы пределы земного мира, подобного Земле?

Памела: Мы все еще пытаемся это выяснить. Достижение более низких масс вокруг обычных звезд (не вокруг пульсаров) — это то, что мы все еще пытаемся понять, как это сделать. Самые маленькие планеты, обнаруженные в настоящее время, обнаруживаются с помощью событий микролинзирования, когда планета проходит перед фоновой звездой, и ее гравитационное притяжение влияет на свет от этого фонового объекта.
 
Итак, мы начинаем находить объекты размером в несколько масс Земли, но еще не дошли до массы Земли. То, что мы находим, на самом деле является поясами астероидов вокруг других звезд. Мы не можем найти Земли, но мы можем, по крайней мере, найти астероиды, и это еще одна довольно крутая вещь.

Фрейзер: как мы сможем увидеть пояс астероидов? Отдельные астероиды намного меньше планеты, подобной Земле.

Памела: Все дело в тепле. Пыль, газ, камни — все они (когда их нагревает звезда) излучают тепло. Мы можем видеть это тепло как инфракрасный свет. Когда вы получаете большой пояс пыли, большой пояс астероидов вокруг звезды, он нагревается звездой, и тогда космический телескоп Спитцер может его обнаружить.
 
Космический телескоп Спитцер систематически обнаруживает пояса астероидов и даже ледяные пояса, напоминающие пояс Койпера, вокруг далеких звезд. Все, что вы делаете, это ищете отраженный свет, исходящий от большого пояса объектов. Что интересно, некоторые из них очень похожи на наш собственный пояс. Они появляются вокруг звезд, по возрасту схожих с нашим Солнцем, и имеют очень четкие края.
 
Например, звезда HD69830, похожая на Солнце, имеет пояс астероидов, который примерно в 25 раз массивнее нашего собственного пояса астероидов, но этот пояс астероидов очень четко очерчен, что говорит нам о существовании вероятно, планета рядом с ним, которая способна пасти или пасти астероиды, чтобы они оставались в красивом, согласованном, четко определенном поясе, точно так же, как луны Сатурна могут пасти кольца в когерентные кольца.

Фрейзер: Я думаю, это было бы тогда, когда у них всегда будут научно-фантастические шоу, где люди проходят через пояс астероидов, маневрируя вокруг всех этих астероидов. Здесь, в нашей Солнечной системе, этого бы не произошло, но они приближались бы к этому в таком месте, где вокруг так много астероидов.

Памела: Точно.

Фрейзер: Значит, разница между планетой и звездой в том, что планета состоит только в массе. Особенно с Юпитером, если вы продолжите накапливать массу на Юпитере, он в конечном итоге воспламенится как звезда. Насколько большими могут быть эти планеты?

Памела: Здесь мы начинаем вступать в большие споры среди астрономов. Придумывание качественного способа определения того, что такое планета и что такое звезда, требует, чтобы мы начали смотреть на такие вещи, как собираемся ли мы смотреть на механизмы генерации энергии. Юпитер на самом деле генерирует больше энергии, чем получает от Солнца. Если вы посмотрите на Юпитер и измерите весь свет, который вы получаете от планеты Земля, а затем попытаетесь учесть весь этот свет, вы сначала скажете: «Юпитер — это газовый шар, он отражает свет Солнца, мы знаем, сколько солнечного света падает на него, мы знаем его размер, мы знаем, что должны получить определенное числовое количество света, отраженного обратно к нам», и мы получаем больше.
 
Чтобы понять, откуда берется больше, мы думаем о таких вещах, как о гигантском газовом шаре, который медленно конденсируется. Со временем он становится меньше, и когда это происходит, по мере того, как он сжимается под действием силы тяжести, газ, который сжимается все меньше и меньше вместе, на самом деле излучает тепло.
 
Итак, гравитационное сжатие может производить тепло. Какой еще у нас может быть механизм генерации энергии? Если вы увеличите Юпитер, дейтерий (водород в нем, к которому добавлен специальный нейтрон) начнет плавиться, и мы получим производство энергии из дейтерия. Это очень кратковременное явление. Если мы хотим получить реальное горение водорода, как на Солнце, вам нужно сделать его еще больше, чтобы создать достаточное давление в центре планеты, чтобы заставить водород гореть и плавиться.
 
В какой момент вы начинаете называть что-то планетой и начинаете называть что-то коричневой карликовой звездой? Это вещи, которые до сих пор обсуждаются. В конце концов все, вероятно, сведется к тому, на какой стадии звезды начинают генерировать собственную энергию, и считать ли ее, когда они просто сжигают дейтерий, или ждать и считать их только тогда, когда они начинают сжигать водород в своих ядра.

Фрейзер: Но, как всегда, это не конкретная линия, которую вы можете провести, это серая область, которая начинается даже с Юпитера и заканчивается чем-то, что становится коричневым карликом.

Памела: Да, это сложный вопрос, и, как недавно показало все, что связано с Плутоном, попытка дать конкретное определение вызывает у всех раздражение. Все хотят сказать: «Мой объект — ___», и если ваш объект находится на границе, и у вас есть особое мнение, это становится очень эмоциональной битвой. Вы хотите, чтобы все было логично, но астрономы все же люди и мы хотим иметь свое личное, «это планета, это звезда» и сложно сказать «ну вот этот объект на границе».

Фрейзер: Недавно на границе был обнаружен объект.

Памела: Верно. Недавно вокруг коричневого карлика CHXR73 была обнаружена планета. Возможно, этот планетарный объект всего в 12 раз больше Юпитера, и не похоже, что он образовался из коричневого карлика. Таким образом, возникает вопрос: если что-то не образуется рядом со звездой, вокруг которой она вращается, является ли она планетой? Если каждый из этих двух объектов сформировался из своих собственных газовых и пылевых дисков, а позже оказался гравитационно связанным вместе, остаются ли они звездой и связанным с ней миром? Мы не знаем.
 
В настоящее время космический телескоп Спитцер собирается посмотреть, сможет ли он найти диск пыли вокруг маленького объекта массой 12 юпитеров, и посмотреть, не является ли он в количественном отношении отдельной звездообразной, очень крошечной вещью. , вокруг которого могут формироваться собственные планеты. Это прямо на границе, где нам нужно определение, а сейчас у нас его просто нет.

Фрейзер: Одна вещь, которая вызвала небольшое противоречие, это то, что я знаю, что недавно было обнаружено нечто, что исследователи назвали «планимос», что, я полагаю, является одиночными планетами, которые на самом деле не вращаются вокруг звезды, но на самом деле имеют их собственная маленькая мини-солнечная система, полностью парящая в космосе.

Памела: Это очень запутанные объекты. Они становятся более запутанными, чем больше их мы находим. Иногда, когда вы смотрите вокруг, вы находите эти вещи, которые явно недостаточно велики, чтобы быть звездами. Они ничего не вращают, так откуда они взялись?
 
Если несколько звезд формируются вместе, происходит множество странных гравитационных взаимодействий. Первоначально Виктор Зебехай показал, что когда вы получаете гравитационно взаимодействующие несколько объектов, вы можете столкнуться с проблемой трех тел, когда один из объектов радикально выбрасывается из системы. Так что вполне возможно, что когда у вас формируются несколько звезд и планеты, формирующиеся вокруг этих нескольких звезд, некоторые из планет могут быть выброшены из системы и в конечном итоге бродить по галактике совершенно самостоятельно.
 
Эта модель казалась вполне разумной до недавнего времени, когда астрономы обнаружили двойную систему этих плоскостей, этих объектов планетарной массы. Над этим работал Рэй Джаявардхана. Используя 3,5-метровый телескоп New Technology ЕКА в Ла Силья в Чили, он обнаружил пару этих объектов с двойной планетарной массой, свободно парящих в космосе. Они были связаны вместе гравитационно, но только слабо.
 
Кажется, трудно себе представить, как эти едва связанные вместе планеты могли пережить насильственное выбрасывание из родительской системы, в которой они, возможно, родились. Итак, теперь мы пытаемся выяснить, как сформировать слабо связанные бинарные планимо, которые свободно плавают. через галактику, и мы не совсем уверены. Но именно это делает астрономию интересной.

Фрейзер: Но если у вас есть звезда и вокруг нее диск из материала, и в этом диске могут собираться различные объекты. Я предполагаю, что вопрос в том, может ли небольшое облако газа и пыли собраться вместе и просто не иметь достаточно массы, чтобы превратиться в звезду, но оно может во что-то превратиться.

Памела: И это еще один аргумент. Можете ли вы сжать небольшой диск и добиться, чтобы он рухнул до плотности планеты? Модели все еще работают над тем, чтобы попытаться понять это, и ответ может быть положительным, и нам просто нужно найти одну из этих вещей в процессе формирования. В этом прелесть телескопа Спитцер. Он может ответить на эти вопросы, просматривая близлежащую галактику и изучая области, где формируются звезды и планеты вокруг них.
 
Спитцер недавно изучал комплекс облаков Ориона и обнаружил около 23 сотен планетных дисков вокруг звезд. Это все места, где могут формироваться планеты. Теперь все, что нам нужно сделать, это найти диск, который на самом деле не образует звезду, а вместо этого может формировать планеты (и только планеты).

Фрейзер: Отлично. Я надеюсь, что в ближайшие пару лет мы обнаружим еще несколько таких планет. Я думаю, дело в том, что мы живем в том, что я называю золотым веком астрономии. Мы только начинаем, есть так много крутых телескопов, так много новых космических телескопов и много новых методов, которые разрабатываются.
 
Надеюсь, через пять или десять лет этот разговор будет совсем другим. Будем надеяться, что мы найдем намного больше планет, которые больше похожи на нашу планету, и, возможно, у нас даже появится представление, есть ли на них жизнь.

Памела: Мы только начинаем. Мы нашли более 200 планет, и я уверен, что их еще предстоит найти тысячи и десятки тысяч. Мы только сейчас начинаем иметь твердое статистическое понимание того, что происходит, и вам нужны четкие наблюдения, прежде чем вы сможете строить чистые модели, но это происходит сегодня.
 
Мы что-то находим, мы сможем начать определять модели, создаются и используются новые технологии. Прямые обнаружения планет будут происходить в ближайшие месяцы, а не только в ближайшие годы. Это прекрасное время.

Эта стенограмма не полностью соответствует аудиофайлу. Он был отредактирован для ясности.

Обитаемая зона пульсара?

Кажется, что жизнь и пульсары несовместимы. Но научная фантастика не уклоняется от установления связи, о чем свидетельствует 9 Роберта Форварда.0300 Яйцо дракона (Баллантайн, 1980). В романе вид под названием чила живет на поверхности нейтронной звезды, справляясь с поверхностной гравитацией в 67 миллиардов раз сильнее, чем у Земли. Интересное последствие: чила живут ускоренными темпами, переходя от развития сельского хозяйства к высоким технологиям немногим более чем за месяц, как воспринимает человеческая команда, наблюдающая за ходом их быстрого развития.

Теперь у нас есть новости, что два астронома рассматривают обитаемые планеты на орбитах 903:00 около 90 301 пульсара, места, которое, насколько мне известно, Форвард никогда не рассматривал, но, возможно, более поздние писатели-фантасты рассматривали его (дайте мне знать, если у вас есть ссылки). Алессандро Патруно (Лейденский университет) в сотрудничестве с Михкелем Кама (Лейденский и Кембриджский университеты) видят причины думать, что жизнь могла бы возникнуть в такой среде, хотя атмосфера, которая поддерживала бы ее, была бы не похожа ни на что, с чем мы еще сталкивались.

В документе определяются три категории планет нейтронных звезд и объясняются условия, которым они будут подвергаться:

Планеты нейтронных звезд могут быть первого, второго или третьего поколения. Планеты первого поколения будут формироваться обычным образом как побочный продукт процесса звездообразования и, вероятно, будут удалены или развязаны во время звездной смерти. Объекты второго поколения будут формироваться в резервном диске сверхновой вокруг только что образовавшейся нейтронной звезды. Планеты третьего поколения должны образоваться из диска, состоящего из разрушенного бинарного компаньона (возможно, ранее переполнившего свою полость Роша), который, как считается, необходим для образования миллисекундных пульсаров, таких как B1257+12. Взрыв сверхновой, аккреция компаньона в течение миллионов или миллиардов лет, которой подвергаются MSP [миллисекундные радиопульсары], и эмиссия высокоэнергетического рентгеновского/γ-излучения и частиц МэВ-ТэВ (пульсарный ветер) – все это разрушительные процессы, которые могут уничтожить планеты или нарушить их орбиты.

В любом случае нейтронные звезды испускают всплески рентгеновского излучения и других частиц, аккрецируя вокруг себя материю и обладая огромными магнитными полями. Можно было бы подумать, что это очень рискованная среда, если говорить о обитаемых зонах. Но в своей статье Astronomy & Astrophysics Патруно и Кама находят место для обитаемой зоны шириной до 1 а.е. Чтобы это работало, планета должна быть суперземлей с массой от одного до десяти раз больше массы Земли. Также требуется: атмосфера в миллион раз толще земной.

Действительно пугающие условия. Работа основана на исследованиях пульсара PSR B1257+12, известного своими тремя известными планетами, которые были первыми когда-либо обнаруженными экзопланетами, в 1992 году (третья была обнаружена в 1994 году, еще за год до открытия 51 Pegasi b). Александр Вольщан и Дейл Фрайл навсегда останутся связаны с этим открытием. Патруно и Кама использовали космический телескоп Чандра для изучения PSR B1257+12, который находится на расстоянии 2300 световых лет в Деве.

Изображение : Концепция этого художника изображает систему планет-пульсаров, открытую Александром Вольщаном в 1992. Вольщан использовал радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико, чтобы найти три планеты — первые из когда-либо обнаруженных за пределами нашей Солнечной системы — вращающиеся вокруг пульсара под названием PSR B1257+12. Пульсары — это быстро вращающиеся нейтронные звезды, представляющие собой коллапсирующие ядра взорвавшихся массивных звезд. Они вращаются и пульсируют излучением, как маяк. Здесь скрученные магнитные поля пульсара выделены голубым свечением. На этом снимке показаны все три планеты-пульсара; два самых дальних от пульсара (самых близких на этом снимке) размером с Землю. Излучение заряженных частиц пульсара, вероятно, будет падать на планеты, заставляя их ночное небо освещаться полярными сияниями, подобными нашим северным сияниям. Одно из таких полярных сияний изображено на планете в нижней части рисунка. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/R. Больно (SSC).

Вокруг этого пульсара мы имеем две суперземли с массами в 4-5 раз больше земной, вращающиеся вокруг пульсара на расстоянии 0,36 и 0,46 а.е. соответственно; третья, самая внутренняя планета примерно в два раза массивнее Луны. Сам пульсар имеет массу, в 1,4 раза превышающую солнечную, а его радиус оценивается в пределах 10 километров. Все три планеты находятся достаточно близко, чтобы их нагрел пульсар, и это пугающая мысль, учитывая рентгеновское излучение и релятивистский «пульсарный ветер», который может иметь разрушительные последствия для планетарной атмосферы.

Тем не менее, статья продолжается:

… две Суперземли могли сохранять свою атмосферу в течение как минимум ста миллионов лет при условии, что они содержат большую долю атмосферы от общей массы планеты, причем атмосфера, возможно, все еще присутствует эти дни. Мы также обнаружили, что если присутствует планетарная магнитосфера умеренной силы, атмосфера может выдержать сильные пульсарные ветры и достичь времени выживания в несколько миллиардов лет. Тот же аргумент применим к возможным планетам-пульсарам вокруг более мощных объектов, чем PSR B1257+12.

Мы говорим о планете, у которой будет атмосфера, составляющая около 30 процентов массы планеты. В этом пресс-релизе авторы сравнивают условия на поверхности такого мира с глубоководным дном здесь, на Земле. Патруно говорит: «По нашим расчетам, температура планет может подходить для наличия жидкой воды на их поверхности. Хотя мы пока не знаем, есть ли у двух суперземель подходящая, чрезвычайно плотная атмосфера».

Этот пульсарный ветер остается сложным на нескольких уровнях. Это не вечный процесс, а процесс, который прекращается, как только пульсар достигает достаточно медленной скорости вращения. В документе указывается, что молодые пульсары выключают пульсарный ветер примерно за миллион лет, в то время как миллисекундные радиопульсары делают то же самое примерно за миллиард лет. Потеря пульсарного ветра отключит источник энергии планеты и вызовет резкое падение температуры, если только приливный нагрев, радиогенные эффекты или рентгеновское излучение не вмешаются в процесс, называемый аккрецией Бонди-Хойла, проанализированный в статье:

Изолированные нейтронные звезды подвергаются прямому воздействию межзвездной среды, и ожидается, что все они будут аккрецировать некоторое количество этого материала. Такой процесс аккреции генерирует дополнительную мощность за счет преобразования массы покоя аккрецированного газа в энергию с типичным КПД порядка 10–20%. Этот так называемый процесс накопления Бонди-Хойла должен быть непрерывным и может быть основным источником энергии для систем такого типа.

Я думаю, что писатели-фантасты среди нашей аудитории (которых немало) могут захотеть взглянуть на эту статью, чтобы посмотреть, какие сценарии они могут из нее извлечь. Имейте в виду, что на сегодняшний день мы нашли только пять планет-пульсаров из примерно 3000 изученных пульсаров. Но экзотика — это то, на чем процветает научная фантастика, и тип обитаемой зоны, изображенный здесь, сделан по заказу писателя-фантаста, который хочет покопаться в уравнениях этой статьи.

Приложение : Разве Аластер Рейнольдс не имел дело с планетой нейтронной звезды в первой книге серии Revelation Space? Мне нужно пересмотреть сериал. Замечательные вещи.

Статья Патруно и Кама, «Планеты нейтронных звезд: атмосферные процессы и излучение», Astronomy & Astrophysics Vol. 608, A147, опубликовано в Интернете 19 декабря 2017 г. (полный текст).

Что такое пульсарная планета?

• Главная
• Факты
• Пульсар Планета

Содержание

• Факты о планете-пульсаре
• Что такое планета-пульсар?
• Lich, первая планета Hosting Pulsar
• Атмосфера
• Возможные объяснения существования Pulsar Planet
• Связанные страницы
• Комментарии

Planet Planet Facts

• Planet Planet

  • Planet Planet

    • Planet Planet

      • Planet Planet

        • Planet Planet

          • . мертвая звезда, а не живая звезда.

            

          • Первой подтвержденной экзопланетой была планета-пульсар на орбите вокруг звезды Лич.
          • Непонятно, как они появились, но есть три теории их появления.
            • Выжившая планета
            • Планета-зомби
            • Захваченная планета
          • Планета-пульсар будет поражена лучами, которые излучает пульсар. Эти лучи прорежут атмосферу планеты, тем самым разрушив ее. Жизнь не смогла бы выжить на планете, где ее атмосфера разрушена лучами.

          Что такое планета-пульсар?

          Планета-пульсар — планета, вращающаяся вокруг пульсара. В отличие от пульсара, он не мигает и не вращается вокруг своей оси, как это делает пульсар. Она может вращаться так же, как Земля вращается вокруг своей звезды.

          Когда умирает гигантская звезда, во много раз крупнее нашей звезды Солнце, она расширяется, а затем взрывается сверхновой. Взорвавшаяся звезда может создать туманность, в центре которой будет находиться нейтронная звезда или пульсар. Примером туманности с пульсаром в центре является Крабовидная туманность. Несмотря на свое название, его можно найти в созвездии Тельца Быка, а не Рака Рака. Разница между нейтронной звездой и пульсаром заключается в том, что пульсар будет вращаться, испуская излучение на своих полюсах. Когда излучение направлено на нас, мы можем его зарегистрировать, а когда оно удаляется, оно больше не регистрируется, и поэтому оно получает название, поскольку кажется, что оно пульсирует.

          Пульсары известны своим точным вращением, поэтому на любой пульсар, вращающийся с ошибками, повлияло бы близкое событие, такое как планета на орбите.

          Лич, первая планета с пульсаром

          Первая внесолнечная планета (экзопланета), обнаруженная на орбите далекой звезды, была обнаружена на орбите пульсара. В январе 1992 года Александр Вольщан и Дейл Фрайл объявили, что нашли первое свидетельство существования планеты на орбите вокруг другой звезды. На самом деле они обнаружили не одну, а две звезды, вращающиеся вокруг пульсара. Две планеты были обнаружены на орбите вокруг пульсара PSR B1 257+12 в созвездии Девы. Звезду теперь называют Личем в честь сверхъестественного существа-нежити. НАСА

          Первые два были обнаружены в то время, а третий был обнаружен позже после дальнейшего анализа. Когда И.А.У. решили переименовать Пульсар и его планеты, они провели международный конкурс и Лич вместе с именами Драугра, Полтергейста и Фобетора победил. Они были выбраны, поскольку все они представляли кошмары и монстров, поскольку окружающая среда там была бы ужасающей.

          Он никоим образом не уникален, есть и другие пульсары, у которых есть экзопланеты на орбите, PSR B0943+10 — пример другого пульсара, у которого есть экзопланеты. B0943+10 находится в созвездии Льва.

          Атмосфера

          На этих планетах вполне могла быть такая же богатая и разнообразная атмосфера, как и на Земле, но сейчас планета, вероятно, была бы бесплодной. Взрыв сверхновой, если бы это была уцелевшая планета, стерилизовал бы атмосферу, лишив ее всего, что могло быть.

          Любая жизнь, существовавшая на планете, была бы уничтожена за миллионы или миллиарды лет до взрыва, когда звезда вышла из Главной Последовательности на следующую стадию своей жизни, стадию гигантов и сверхгигантов.

          Во время гигантской фазы своей жизни планета должна была вырасти, а температура на орбите повысилась, что сделало невозможным выживание сложной жизни. Жители, если бы они были достаточно разумны, возможно, перебрались бы на другую планету.

          Возможные объяснения существования планеты-пульсара

          Выжившая планета

          Планета могла каким-то образом выжить после разрушения взрывом сверхновой, как бы сильно это ни казалось. Расчеты могут показать, что это невозможно. Первоначальная планета могла быть намного больше, и ее внешние слои сдуло, когда звезда превратилась в пульсар.

          Планета зомби

          Зомби обычно ассоциируется с мертвыми, которые возвращаются к жизни с целью убить живых. Планета-зомби — это планета, которая была бы уничтожена взрывом сверхновой, но затем, казалось бы, преобразовалась и стала новой планетой. Когда она взорвется, материалы звезды срастутся вокруг этого остатка, а затем сольются, превратившись в планеты. Планеты, которые мы видим сейчас на орбитах вокруг пульсара, вероятно, не являются исходными планетами, а образовались из остатков оригинала. Нац. гео.

          Захваченная планета

          Планеты могли быть каким-то образом украдены или быть Планетой-изгоем, которая прошла слишком близко и была захвачена Пульсаром. Пульсар тогда будет притворяться, что планеты являются его собственными изначальными планетами.

          Жизнь на планетах-пульсарах

          Хотя это может показаться противоречивым, учитывая то, что было сказано в предыдущем разделе, но, по мнению ученых Кембриджского и Лейденского университетов, обычные планеты все еще могут существовать вокруг пульсаров.

          Чтобы планета, пригодная для жизни, существовала вокруг пульсара, планета должна быть суперземлей. Она должна быть во много раз массивнее нашей Земли, чтобы ее гравитация могла удерживать атмосферу и не терять ее. Атмосфера должна быть в миллион раз толще нашей атмосферы. Кембриджский университет

          На других менее защищенных Суперземлях вы, вероятно, не захотите иметь базу на планете, потому что рано или поздно потоки прорежут планету и вашу базу, независимо от того, насколько защищена база.

          Список пульсаров с экзопланетами

          Приведенный ниже список не является исчерпывающим, это просто список пульсаров, которые есть на моем сайте, с информацией об экзопланетах. Планеты открываются практически ежедневно, и эта страница не обновляется сразу. Его порядок по созвездию, а не по имени пульсара.

          • PSR J2051-0827
          • PSR B0329+54
          • PSR J1502-6752
          • PSR J2241-5236
          • PSR J1807-2459 A
          • PSR B0943+10
          • PSR J1446-4701
          • PSR B1957+20
          • PSR B1620-26
          • PSR 1719-14
          • Lich

          Last Modified : 14th September 2022

          ---

          • Dwarf Planet
          • Gas Giants / Planets
          • Hot and Super Jupiters
          • Rocky Planet

          ---

          ---

          Нет функции регистрации и нет необходимости указывать адрес электронной почты, если он вам не нужен. Все сообщения будут проверены перед отображением. Комментарии могут быть объединены или слегка изменены, например, если адрес электронной почты указан в основной части комментария.

          Вы можете отказаться называть имя, в этом случае комментарий будет присвоен случайной звездочке. Имя предпочтительнее, даже если оно случайно придумано вами.

          Если вы укажете адрес электронной почты, вы можете получить уведомление по электронной почте, когда кто-то еще добавил комментарий на ту же страницу. В письме будет ссылка для отписки от дальнейших уведомлений.

          Обзор: экзопланеты: алмазные миры, суперземли, планеты-пульсары и новый поиск жизни за пределами нашей Солнечной системы

          Джейсон Райан

          12 февраля 2017 г.

          Изображение экзопланет, вращающихся вокруг далекой звезды, сделанное НАСА. Изображение предоставлено: НАСА

          Готовится к выпуску новая книга — Экзопланеты: алмазные миры, суперземли, планеты-пульсары и новый поиск жизни за пределами нашей Солнечной системы Майкла Саммерса и Джеймса Трефила. В настоящее время существует 3700 экзопланет (о которых мы знаем), и их число продолжает расти, что делает это долгожданным дополнением к библиотеке космических энтузиастов.

          Exoplanets должен быть выпущен 14 марта этого года (2017) и уже получил высокую оценку в недавнем обзоре Booklist . Чтобы лучше понять поразительные открытия, сделанные в этой области, SpaceFlight Insider поговорил с одним из авторов книги, Майклом Саммерсом.

          Изображение предоставлено: Smithsonian Books

          Саммерс, профессор планетологии в Университете Джорджа Мейсона, сделал карьеру на изучении планет. Он изучал экзопланеты большую часть последнего десятилетия и отметил, что эта относительно новая область произвела революцию в его области исследований.

          Саммерс сказал SpaceFlight Insider : «Если вы посмотрите на экзопланеты, то увидите, что существует как минимум еще дюжина категорий планет (не считая тех, что находятся в нашей Солнечной системе: карликовые, земные и газовые гиганты). […] есть планеты, полностью состоящие из воды, планеты, полностью состоящие из металла; мы думаем, что нашли по крайней мере две планеты, которые полностью состоят из элементарного углерода и находятся под высоким давлением — это означает алмаз.

          «В некоторых случаях у вас [есть] планета, состоящая в основном из углерода, с мантией толщиной 20 000 километров (12 427 миль), а затем, в центре этого мира, у вас есть ядро ​​из кристаллического углерода, которое под таким большим давлением, что течет [как] жидкость. У вас есть планеты, которые вращаются вокруг двух звезд вместо одной, планеты, которые вращаются вокруг трех [звезд], планеты, которые вращаются вокруг четырех звезд; у вас есть планеты, которые плавают между звездами и даже не связаны со звездами гравитацией — это просто продолжается и продолжается».

          Авторы обнаружили, что им нужно сделать шаг назад и взглянуть на «общую картину», чтобы разработать таблицу всех этих недавно открытых миров и их свойств. Подобно тому, как биологи используют иерархическую систему для классификации организмов на уровне видов, Саммерс и другие ученые изучают характеристики этих планет, чтобы классифицировать их.

          Саммерс отметил, что каждый месяц открываются не только новые планеты, но и совершенно новые категории планет, и этот список также, вероятно, будет обширным. Саммерс охарактеризовал объем работы перед исследователями экзопланет как «подавляющий».

          Саммерс сказал SpaceFlight Insider : «Просто найти способ организовать дискуссию, не столько заниматься наукой, сколько говорить обо всех этих вещах? Какие слова вы используете? Какие категории?

          «Мы разрабатываем новые методы обнаружения химических веществ в их атмосферах, и мы очень близки к тому, чтобы обнаружить признаки жизни в атмосферах планет вокруг других звезд».

          Знания Саммерса об экзопланетах распространяются на те миры, которые обитают в бездне между звездами. Саммерс отметил, что таких так называемых «планет-изгоев» может быть больше, чем традиционных, с которыми мы все знакомы.

          «Подумайте о нашей галактике 400 миллиардов звезд и скажите, что в среднем у каждой из этих звезд есть 10 планет – и это вполне разумно, учитывая то, что мы знаем, – и возьмите это число и умножьте на десять”, – сказал Саммерс. «Это может быть количество планет, которые плавают между звездами, или это может быть в сто раз больше, чем количество связанных планет. Между нашей Солнечной системой и ближайшей звездой, Альфа Центавра, может быть полдюжины темных планет — планет-изгоев, которых мы не можем видеть».

          Саммерс заявил, что если бы Юпитер и его четыре спутника Юпитера, Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, находились в межзвездной среде, их потенциальная обитаемость мало изменилась бы, поскольку большая часть их энергии исходит от гравитационного приливного взаимодействия. Это удерживает океаны подо льдом трех из этих спутников (Европы, Ганимеда и Каллисто) в жидком состоянии.

          Опубликовано Smithsonian Books, Summers and Trefil’s  Экзопланеты: алмазные миры, суперземли, планеты-пульсары и новые поиски жизни за пределами нашей Солнечной системы   — это краткое чтение всего на 224 страницах. Для любого любителя космоса или астрономии, который ищет что-то, что можно прочитать во время путешествия, или для начинающих о том, какие последние открытия в области, которая довольно быстро развивается каждый день, с новыми открытиями, это обязательное условие. Книгу можно найти на Amazon, Barnes and Noble и в других местах по цене 29,95 долларов США и 38,95 долларов США в Канаде.

           

          Tagged: экзопланета Диапазон

          Джейсон Райан

          Джейсон Райан несколько лет оттачивал свои навыки, проходя стажировки в НАСА, Национальном космическом обществе и других организациях. Он предоставлял материалы для таких изданий, как Aviation Week & Space Technology, Space.com, The Mars Society и Universe Today.

          Планетарная система вокруг миллисекундного пульсара PSR1257 + 12

          • Опубликовано: 09 января 1992 г.
          • А. Вольщан ¹ и
          • Д. А. Хрупкий ²  

          Природа
          том 355 , страницы 145–147 (1992 г. )Процитировать эту статью

          • 7326 доступов

          • 986 цитирований

          • 666 Альтметрический

          • Сведения о показателях

          Старые (∼10 ⁹ лет) радиопульсары с возрастом

          МИЛЛИСЕКУНД, быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые, как считается, раскручиваются в результате аккреции вещества их звездных компаньонов, обычно обнаруживаются в двойных системах с другими вырожденными звездами ¹ . Используя 305-метровый радиотелескоп Аресибо для точных временных измерений импульсов недавно открытого пульсара PSR1257 +12 с периодом 6,2 мс (ссылка 2), мы показываем, что пульсар не связан со звездным объектом, а вращается вокруг двух или более тел размером с планету. Обнаруженные до сих пор планеты имеют массу не менее 2,8 M _⊕ и 3,4 M _⊕ , где M _⊕ — масса Земли. Их соответствующие расстояния от пульсара составляют 0,47 а.е. и 0,36 а.е., и они движутся по почти круговым орбитам с периодами 98,2 и 66,6 дня. Наблюдения показывают, что в этой системе может присутствовать как минимум еще одна планета. Обнаружение планетной системы вокруг близкой (∼500 пк) старой нейтронной звезды вместе с недавним сообщением о планетарном компаньоне пульсара PSR1829-10 (ссылка 3) повышает заманчивую вероятность того, что значительная часть нейтронные звезды, наблюдаемые как радиопульсары, могут вращаться вокруг планетоподобных тел.

          Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

          Соответствующие статьи

          Статьи открытого доступа со ссылкой на эту статью.

          • Изучение связи между формированием звезд и планет с Ариэлем

            • Диего Туррини
            • , Клаудио Коделла
            •  … Паулина Волькенберг

            Экспериментальная астрономия
            Открытый доступ
            15 октября 2021 г.

          Варианты доступа

          Подписаться на журнал

          Получить полный доступ к журналу на 1 год

          199,00 €

          всего 3,90 € за выпуск

          Подписаться

          Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

          Купить статью

          Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

          $32,00

          Купить

          Все цены указаны без учета стоимости.

          Ссылки

          1. Bhattacharya, D. & van den Heuvel, E.P.J. Phys. Представитель 203 , 1–124 (1991).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             КАС
             Статья

             Google ученый

          2. Wolszczan, A. IAU Circ. № 5073 (1990).

          3. Bailes, M., Lyne, A.G. & Shemar, S. L. Nature 352 , 311–313 (1991).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          4. Волщан, А. Природа 350 , 688–690 (1991).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          5. Taylor, JH & Weisberg, JM Astrophys. J. 345 , 434–450 (1989).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          6. Дэвис, М. М., Тейлор, Дж. Х., Вайсберг, Дж. М. и Бакер, Д. К. Nature 315 , 547–550 (1985).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          7. Алпар, Массачусетс, Нандкумар, Р. и Пайнс, Д. Астрофиз. J. 311 , 197–213 (1986).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          8. Фрухтер А. С., Стинебринг Д.Р. и Тейлор Дж.Х. Nature 333 , 237–239 (1988).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          9. Лайн, А. Г. и др. Природа 347 , 650–652 (1990).

             ОБЪЯВЛЕНИЕ
             Статья

             Google ученый

          10. Shaham, J. Astrophys. J. 214 , 251–260 (1977).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              КАС
              Статья

              Google ученый

          11. Нельсон, Р. В., Финн, Л. С. и Вассерман, И. Astrophys. J. 348 , 226–231 (1990).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          12. Peale, S. J. Ann. Преподобный Астр. Астрофиз. 14 , 215–246 (1976).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          13. Дермотт С. Ф. и Николсон П.Д. Nature 319 , 115–120 (1986).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          14. Вилас, Ф. в Меркьюри (ред. Вилас, Ф., Чепмен, Ч.Р. и Мэтьюз, М.С.) 59–76 (Университет Аризоны, Тусон, 1988).

              Google ученый

          15. Ричардс, Д. В., Петтенгилл, Г. Х., советник, К. С. III и Рэнкин, Дж. М. Astrophys. J. 160 , L1–6 (1970).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          16. Демьянский М. и Прщинский М. Природа 282 , 383–385 (1979).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          17. Podsiadlowski, Ph., Pringle, JE & Rees, MJ Nature 352 , 783–784 (1991).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          18. Fabian, A. C. & Podsiadlowski, Ph. Nature 353 , 801–801 (1991).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          19. Лин, Д.Н.К., Вусли, С.Е. и Боденхаймер, П.Х. Природа 353 , 827–829 (1991).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          20. Кролик, Дж. Х. Nature 353 , 829–831 (1991).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          21. Вассерман И., Кордес Дж. М., Финн Л. С. и Нельсон Р. В. Корнельский унив. препринт (1991).

          22. Накано, Т. 905:04 Пн. Нет. Р. астр. соц. 224 , 107–130 (1987).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          23. Шу, Ф. Х., Любоу, С. Х. и Андерсон, Л. Astrophys. J. 29 , 223–241 (1979).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          24. Рудак Б. и Пачински Б. Acta Astr. 31 , 13–24 (1981).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ

              Google ученый

          25. Рыба, М. Ф. и Тейлор, Дж. Х. Astrophys. J. 380 , 557–563 (1991).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          26. Блэк, округ Колумбия Space Sci. 25 , 35–81 (1980).

              ОБЪЯВЛЕНИЕ
              Статья

              Google ученый

          Скачать ссылки

          Информация об авторе

          Авторы и организации

          1. Национальный центр астрономии и ионосферы, Обсерватория Аресибо, Аресибо, Пуэрто-Рико 00613, США https://www.nature.com/nature

             A. Wolszczan

             76

             76

             03

             03 Радиоастрономическая обсерватория, Сокорро, Нью-Мексико 87801, США https://www. nature.com/nature

             D. A. Frail

          Авторы

          1. A. Wolszczan

             Посмотреть публикации автора

             Вы также можете искать этого автора в
             PubMed Google Scholar

          2. D. A. Frail

             Просмотр публикаций автора

             Вы также можете искать этого автора в
             PubMed Google Scholar

          Права и разрешения

          Перепечатка и разрешения

          Об этой статье

          Эта статья цитируется

          • 30 лет обнаружения экзопланет

            • Зои Будрикис

            Nature Reviews Physics (2022)

          • Пять тысяч экзопланет в архиве экзопланет НАСА.

            

            • Джесси Л. Кристиансен

            Природа Астрономия (2022)

          • Изучение связи между формированием звезд и планет с Ариэлем

            • Диего Туррини
            • Клаудио Коделла
            • Паулина Волькенберг

            Экспериментальная астрономия (2022)

          • Наземный сегмент Ариэль и научный центр обработки данных о приборных операциях

            • Крис Пирсон
            • Джузеппе Малагути
            • Кейт Саймондс

            Экспериментальная астрономия (2022)

          • Гигантская планета вращается вокруг двух массивных звезд

            • Кейтлин Краттер

            Природа (2021)

          Комментарии

          Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества.