Астрономи знайшли ще десяток вкрай рідкісних екзопланет, які обертаються навколо нейтронних зірок-пульсарів: дотепер не ясно, як вони з’явилися на орбіті у таких екстремальних об’єктів.
Пульсар PSR B1257 + 12 та його планети: погляд художника / © NASA, JPL-Caltech
Перша екзопланета, відкрита на початку 1990-х, обертається навколо пульсара – нейтронної зірки, що надсилає на Землю регулярні і короткі радіоімпульси. То була велика удача: планети у пульсарів — величезна рідкість, і до цього часу не ясно, як вони можуть з’являтися в таких екстремальних умовах. На це вказують і нові результати, отримані вченими з Манчестерського університету. З доповіддю про них Ліліана Ніту (Iuliana Nitu) виступить на Національній зустрічі астрономів (NAM 2022), що проходить в ці дні у Великобританії. Коротко про роботу повідомляється в прес-релізі оргкомітету NAM 2022.
Найбільші зірки в кінці свого життя перетворюються в чорні діри, а ті, маси яких для цього недостатньо, — в нейтронні зірки. Це об’єкти неймовірної щільності: при масі, порівнянної з масою середньої зірки, діаметр їх може становити всього пару десятків кілометрів. Деякі з них вкрай швидко обертаються і викидають з полюсів потужні й вузькі потоки радіовипромінювання. У моменти, коли такий потік виявляється спрямований у бік Землі, ми бачимо зірку у вигляді спалаху — пульсара, що періодично запалюється.
До пульсарів відноситься і PSR 1257 + 12, розташований в 2300 світлових роках від Сонця і спалахує з частотою близько 160 герців. Саме у нього в 1992 році вдалося вперше в історії детектувати планети за межами Сонячної системи — першу підтверджену систему екзопланет B і С. Сьогодні відомо, що планет там три і всі вони належать до класу суперземель, маючи кам’янисту поверхню і масу в кілька разів більше, ніж у Землі. Однак все ще не зрозуміло, як вони могли з’явитися у настільки екстремального об’єкта, як пульсар.
У будь-якому випадку це велика рідкість: з декількох тисяч відомих на сьогодні екзопланет лише близько півтора десятка знаходяться в системах пульсарів. І тільки у 0,5 відсотка пульсарів виявлені планети. Новий пошук таких світів провели Ліліана Ніту та її колеги, виявивши десять можливих кандидатів, які можна підтвердити додатковими спостереженнями. Найцікавішим з них виявилася система пульсара PSR J2007+3120, в якій, мабуть, знаходиться не менше двох екзопланет. Обидві вони в кілька разів масивніше Землі і здійснюють навколо PSR J2007+3120 повний оборот за 1,9 і 3,6 роки.
Пошук охопив можливі планети масами до 100 земних і з орбітальними періодами від 20 днів до 17 років. При цьому серед знайдених кандидатів не вдається виділити «переваги» в ту або іншу сторону. Єдиною особливістю планет у пульсарів, яку помітили астрономи, виявилися їх сильно витягнуті орбіти. І у Сонця, і в переважній більшості інших систем планети в основному рухаються по кругових орбітах, а у пульсарів — по сильно еліптичних. Це може допомогти у вирішенні загадки їх походження.
На сьогодні вчені розглядають три гіпотези про появу планет у пульсарів. Можливо, такі світи можуть бути залишками близької сусідньої зірки, яка загинула в тому ж вибуху наднової, в якому утворився і сам пульсар. Крім того, вони можуть формуватися з пилу й уламків знищеної вибухом сусідки. Нарешті, пульсари можуть іноді вловлювати планети, що пролітають повз, захоплюючи їх своєю гравітацією.