Кредит зображення: NASA
Команда астрономів зважила групу планет, що обертаються навколо пульсара, точно вимірявши їх орбіти. Що незвично в тому, що відстань між планетами майже точно відповідає відстані Меркурія, Венери та Землі, що робить цю химерну систему найбільш подібною до нашої відкритої Сонячної системи. Пульсар, 1257 + 12, був виявлений 13 років тому за допомогою радіотелескопа Arecibo.
Вперше планети, що обертаються пульсаром, були «зважені» шляхом вимірювання точно змін у часі, необхідного їм для завершення орбіти, за даними команди астрономів з Каліфорнійського технологічного інституту та Державного університету Пенсильванії.
Доповідаючи на літній зустрічі Американського астрономічного товариства, докторський дослідник Caltech Мацей Конацький і професор астрономії штату Пенн Алекс Волщан сьогодні оголосили, що маси двох з трьох відомих планет, що обертаються навколо пульсара, що швидко обертається, на відстані 1500 світлових років у сузір'ї Діви. успішно вимірюється. Планети в 4,3 і 3,0 рази перевищують масу Землі, з похибкою 5 відсотків.
Дві вимірювані планети знаходяться майже в одній орбітальній площині. Якщо третя планета співпланарна з іншими двома, це приблизно вдвічі більше маси Місяця. Ці результати дають переконливі докази того, що планети, можливо, еволюціонували з диска речовини, що оточує пульсар, таким чином, як у планів навколо зірок, схожих на сонце, вважають дослідники.
Три пульсарні планети, орбіти яких розташовані майже в точній пропорції між проміжками між Меркурієм, Венерою та Землею, складають планетарну систему, яка вражає зовнішнім виглядом внутрішню Сонячну систему. Вони, очевидно, є попередниками будь-яких планет, подібних до Землі, які можуть бути виявлені навколо сусідніх зірок, схожих на сонце, майбутніми космічними інтерферометрами, такими як Космічна інтерферометрична місія або Земний пошук планети.
"Дивно, але планетарна система навколо пульсару 1257 + 12 нагадує нашу власну Сонячну систему більше, ніж будь-яка позасонячна планетарна система, виявлена навколо зірки, схожої на сонце", - сказав Конацький. «Це говорить про те, що формування планети є більш універсальним, ніж передбачалося».
Перші планети, що обертаються навколо зірки, крім сонця, були відкриті Вольшчаном та Фраїлом навколо старої, швидко обертової нейтронної зірки PSR B1257 + 12 під час великого пошуку пульсарів, проведених у 1990 році гігантським 305-метровим радіотелескопом Arecibo. Нейтронні зірки часто спостерігаються як радіопульсари, оскільки вони виявляють себе джерелами сильно періодичних імпульсних сплесків радіовипромінювання. Вони надзвичайно компактні та щільні залишки від вибухів наднової, що відзначають загибель масивних, нормальних зірок.
Вишукана точність мілісекундних пульсарів пропонує унікальну можливість пошуку планет і навіть великих астероїдів, що обертаються навколо пульсара. Такий підхід «пульсарного часу» є аналогом відомого ефекту Доплера, який успішно застосовується оптичними астрономами для ідентифікації планет навколо довколишніх зірок. По суті, орбітальний об'єкт індукує рефлекторний рух до пульсару, що призводить до порушення часу приходу імпульсів. Однак, подібно до методу Доплера, метод пульсарного синхронізації чутливий до зоряних рухів по лінії огляду, пульсарний таймінг може виявляти лише зміни часу приходу імпульсу, викликані пульсарним коливанням по одній лінії. Наслідком цього обмеження є те, що можна лише виміряти проекцію руху планети на лінію зору і не може визначити справжній розмір орбіти.
Незабаром після відкриття планет навколо PSR 1257 + 12 астрономи зрозуміли, що важкі двоє повинні гравітаційно взаємодіяти вимірюваним способом через співмірність їх орбітального періоду, що становить майже 3: 2. Оскільки величина та точна закономірність збурень, що виникають внаслідок цієї близькорезонансної умови, залежать від взаємної орієнтації планетарних орбіт та від планетних мас, в принципі, можна отримати цю інформацію з точних спостережень за часом.
Вольшчан показав доцільність такого підходу в 1994 році, продемонструвавши наявність прогнозованого ефекту збурень у термінах дії планети пульсар. Насправді це було першим спостереженням такого впливу поза Сонячною системою, в якому зазвичай спостерігаються резонанси між планетами та планетарними супутниками. В останні роки астрономи також виявили приклади гравітаційних взаємодій між планетами-гігантами навколо нормальних зірок.
Конацький і Вольшчан застосували техніку резонансної взаємодії до мікросекундної точності спостережень за тимчасовим спостереженням PSR B1257 + 12, зроблених між 1990 і 2003 роками за допомогою гігантського радіотелескопа Arecibo. У документі, що з’являється в «Листах астрофізичного журналу», вони демонструють, що підпис планетарного збурення, який можна виявити за даними часу, досить великий, щоб отримати напрочуд точні оцінки маси двох планет, що обертаються навколо пульсара.
Вимірювання, проведені Конацьким і Вольшчаном, виключають ймовірність того, що планети пульсара набагато масивніші, що було б у випадку, якщо їх орбіти орієнтувались більше «обличчям» щодо неба. Насправді ці результати являють собою першу однозначну ідентифікацію планет розміру Землі, створених з протопланетного диска поза Сонячною системою.
Волщан сказав: "Ця знахідка та вражаюча схожість зовнішнього вигляду пульсарної системи з внутрішньою сонячною системою дають важливе керівництво для планування майбутніх пошуків планет, подібних до Землі навколо зірок".
Оригінальне джерело: Caltech News Release
