Кредит за изображение: НАСА
Екип астрономи са претеглили група планети, обикалящи около пулсар, като прецизно измерват орбитите им. Необичайното е, че разстоянието между планетите почти точно съответства на разстоянието на Меркурий, Венера и Земя - което прави тази причудлива система най-подобна на нашата собствена Слънчева система досега. Пулсарът, 1257 + 12, е открит преди 13 години с помощта на радиотелескопа Arecibo.
За първи път планетите, обикалящи около пулсар, са "претеглени" чрез измерване на точно промените във времето, необходимо за завършването им на орбита, според екип от астрономи от Калифорнийския технологичен институт и държавния университет в Пенсилвания.
Докладвайки на лятната среща на Американското астрономическо общество, катедърният докторант на Калтех Maciej Konacki и професорът по астрономия в Penn State Алекс Волщан обявиха днес, че масиви от две от трите известни планети, орбитиращи бързо въртящ се пулсар на 1500 светлинни години в съзвездието Дева успешно е измерено. Планетите са 4.3 и 3.0 пъти по-големи от масата на Земята, с грешка 5 процента.
Двете измерени планети са почти в една и съща орбитална равнина. Ако третата планета е копланарна с другите две, тя е около два пъти по-голяма от масата на Луната. Тези резултати предоставят убедителни доказателства, че планетите трябва да са се развили от диск от материя, заобикаляща пулсара, по начин, подобен на този, предвиден за планетите около слънчеви звезди, казват изследователите.
Трите пулсарни планети, с орбитите си разположени в почти точно съотношение с разстоянията между Меркурий, Венера и Земя, съдържат планетарна система, която е изумително подобна на външен вид на вътрешната Слънчева система. Те очевидно са предшествениците на всякакви планети, подобни на Земята, които биха могли да бъдат открити около близките слънчеви звезди от бъдещите космически интерферометри, като космическата интерферометрична мисия или наземния планетен търсач.
„Изненадващо, планетарната система около пулсар 1257 + 12 наподобява нашата собствена слънчева система повече от която и да е извънзоларна планетарна система, открита около слънцеподобна звезда“, каза Конацки. „Това предполага, че формирането на планетата е по-универсално от очакваното.“
Първите планети, обикалящи около звезда, различни от слънцето, бяха открити от Wolszczan и Frail около стара, бързо въртяща се неутронна звезда, PSR B1257 + 12, по време на голямо търсене на пулсари, проведено през 1990 г. с гигантския 305-метров радио телескоп Arecibo. Нейтронните звезди често се наблюдават като радиопулсари, тъй като се разкриват като източници на много периодични импулсни изблици на радио излъчване. Те са изключително компактни и плътни остатъци от експлозии на свръхнови, които бележат смъртта на масивни, нормални звезди.
Изключителната точност на милисекундни пулсари предлага уникална възможност за търсене на планети и дори големи астероиди, обикалящи около орбитата на пулсара. Този подход за „пулсарно време“ е аналог на добре познатия доплеров ефект, използван толкова успешно от оптичните астрономи за идентифициране на планети около близките звезди. По същество орбитиращият обект индуцира рефлекторно движение към пулсара, което води до смущения в часовете на пристигане на импулсите. Обаче, подобно на метода на Доплер, методът на пулсарно време е чувствителен към звездни движения по линията на зрение, пулсарният момент може да открие само промени във времето на пристигане на импулса, причинени от пулсарно колебание по същата линия. Последицата от това ограничение е, че човек може да измери само проекция на планетарното движение върху зрителната линия и не може да определи истинския размер на орбитата.
Скоро след откриването на планетите около PSR 1257 + 12, астрономите разбраха, че по-тежките двама трябва да си взаимодействат гравитационно по измерим начин, поради близо 3: 2 съизмеримост на техните орбитални периоди от 66,5- и 98,2-дневен. Тъй като величината и точният модел на смущения, произтичащи от това почти резонансно състояние, зависят от взаимната ориентация на планетарните орбити и на планетните маси, по принцип човек може да извлече тази информация от прецизни наблюдения на времето.
Wolszczan показа осъществимостта на този подход през 1994 г., като демонстрира наличието на прогнозирания ефект на смущения във времето на планетата пулсар. Всъщност това беше първото наблюдение на подобен ефект извън Слънчевата система, в което обикновено се наблюдават резонанси между планетите и планетарните спътници. През последните години астрономите откриват и примери на гравитационни взаимодействия между гигантски планети около нормалните звезди.
Konacki и Wolszczan са приложили техниката на резонанс-взаимодействие при наблюденията на времето за микросекундна точност на PSR B1257 + 12, направени между 1990 и 2003 г. с гигантския радио телескоп Arecibo. В статия, която се появява в писмото на Astrophysical Journal, те демонстрират, че планетарният подпис на смущения, откриваем в данните за времето, е достатъчно голям, за да се получат изненадващо точни оценки на масите на двете планети, обикалящи около орбита на пулсара.
Измерванията, извършени от Konacki и Wolszczan, премахват вероятността пулсарните планети да са много по-масивни, което би било в случай, че орбитите им бяха ориентирани по-„лице в лице“ по отношение на небето. Всъщност тези резултати представляват първата недвусмислена идентификация на планетите с размер на Земята, създадени от протопланетен диск извън Слънчевата система.
Wolszczan каза: "Тази констатация и поразителното сходство на външния вид на пулсарната система с вътрешната слънчева система дават важна насока за планиране на бъдещите търсения на планети, подобни на Земята около близките звезди."
Оригинален източник: Caltech News Release
