Зомби-миры: пять причудливых планет на орбитах мертвых звезд
Поделиться
Что можно увидеть, стоя на планете, вращающейся вокруг мертвой звезды, и действительно ли существует полностью бриллиантовая планета? Ответы на эти вопросы приводит доктор Гарет Дорриан, ученый из Бирмингемского университета. Оригинал статьи опубликован на the Conversation, перевод подготовили Новини.LIVE.
Все звезды, включая Солнце, имеют ограниченное время жизни. Звезды светятся благодаря процессу ядерного синтеза, в котором более легкие атомы, такие как водород, сливаются вместе, создавая более тяжелые. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии, противодействующей постоянному внутреннему притяжению гравитации звезды. В конце концов термоядерный синтез помогает звездам противостоять гравитационному коллапсу.
Такой баланс сил называется "гидростатическим равновесием". Однако придет время, когда запасы топлива в ядре звезды начнут иссякать, и она в конце концов погибнет. Звезды, масса которых превышает массу Солнца примерно в восемь раз, обычно сжигают свое топливо менее чем за 100 миллионов лет. Как только термоядерный синтез прекращается, звезда коллапсирует, генерируя массивный мгновенный финальный взрыв ядерного синтеза, приводящий к взрыву звезды как сверхновой.
Снова высвобождают достаточно энергии, чтобы затмить всю галактику, в которой они возникают. Все, что остается после такого — это разрушенные, мертвые звездные ядра, которые называются нейтронными звездами, или, если звезда-предшественник была достаточно массивной, — черной дырой. Любые планеты, вращающиеся вокруг звезды, когда она становится сверхновой, будут уничтожены. Однако, как ни странно, было обнаружено несколько "планет-зомби", вращающихся вокруг нейтронных звезд. И это одни из самых удивительных миров в космосе.
Нейтронные звезды очень плотные, содержат столько массы, сколько Солнце, спрессованное в сферу всего в несколько километров в диаметре. Некоторые нейтронные звезды излучают в космос пучки радиоволн, и именно вокруг таких "пульсаров" были найдены планеты. Когда пульсар вращается, его радиоволны проносятся через пространство, генерируя регулярные радиовспышки. Пульсары были открыты в 1967 году – звуки радиоизлучения некоторых из них можно послушать здесь.
Регулярность этих радиоимпульсов делает пульсары идеальными для охоты на соседние планеты. Если у пульсара есть планета, они обе будут вращаться вокруг общего гравитационного центра. Это означает, что радиоизлучение будет периодически растягиваться и сжиматься предполагаемым образом, что позволит нам обнаружить планету.
Фобетор, Драугр и Полтергейст
Приблизительно в 2 300 световых годах от Земли находится пульсар PSR B1257+12. Он загорается 161 раз в секунду и получил прозвище "Лич" в честь неживого существа в западном фольклоре. На его орбите вращаются три каменистые планеты земного типа с названиями Фобетор, Драугр и Полтергейст.
Эти планеты занимают особое место в истории астрономии, поскольку они были первыми за пределами нашей Солнечной системы (экзопланетами), открытыми еще в 1991 году. Несколько лет назад НАСА выпустила вот такой постер о "зомби-мирах":
Их открытие поставило под вопрос представление о формировании планет, которое обычно происходит при образовании новой звезды. В противоположность этому, данные планеты должны были образоваться после вспышки умирающей сверхновой звезды. Пока доподлинно неизвестно, как это произошло. Материал во вращающемся вокруг пульсара диске обломков, возможно, объединился в планеты после вспышки сверхновой.
Драугр, названный в честь неживого существа в скандинавской мифологии, является самым отдаленным из трех. Он имеет примерно вдвое большую массу, чем Луна, и является наименее массивной планетой из известных ныне, вращаясь вокруг Лича каждые 25 дней. Его большие двоюродные братья, Полтергейст и Фобетор, вращаются по орбите каждые 67 и 98 дней соответственно, и каждый из них примерно в четыре раза превышает массу Земли.
Пульсары имеют мощные магнитные поля, которые могут позволять электрическим токам пронизывать пространство между пульсаром и вращающейся вокруг него планетой. Итак, если любая из этих планет имеет атмосферу, она может постоянно купаться в неземном свете мощного полярного сияния (похожего на наше северное сияние).
Если бы вы стояли на поверхности одного из таких зомби-миров, вы бы увидели сквозь мощный свет полярного сияния раскаленный Лич на небе, проектирующий два мощных и плотно ограниченных пучка света наружу в противоположных направлениях в черноту космоса. Нейтронные звезды могут быть чрезвычайно горячими, унося в себе остаточное тепло, оставшееся от сверхновой. Температура Лича составляет почти 30 000 градусов по Цельсию, и самый отдаленный из этих миров Драугр, вероятно, имеет температуру лишь на несколько градусов ниже нуля на своей поверхности.
Бриллиантовый мир
Планета PSR J1719-1438b вращается вокруг пульсара на расстоянии около 4 000 световых лет, пролетая вокруг своего носителя чуть больше двух часов. Это самая плотная планета из всех открытых на сегодняшний день — настолько плотная, что считается, что она состоит в основном из алмаза.
Этот "бриллиантовый мир" — остаток ядра мертвой звезды, которая называется белый карлик. Известно, что у них высокое содержание углерода (алмаз состоит из углерода), но этот конкретный белый карлик потерял 99,9% своей начальной массы, поглощенный мощной гравитацией своего соседнего пульсара.
Эта алмазная сфера примерно вдвое меньше Юпитера и вращается вокруг PSR J1719-1438 на расстоянии 600 000 км (всего в 1,5 раза дальше, чем наша Луна от Земли). На столь близком расстоянии от своего пульсара, вероятно, этот мир имеет очень горячую поверхность.
Мафусаил
На орбитах Млечного Пути (и многих галактик) вращаются шаровидные звездные скопления — сферические группы, содержащие до миллиона звезд в каждой. Это одни из самых старых звезд во Вселенной.
Шаровидное звездное скопление Мессье М4 находится на расстоянии около 5 600 световых лет и содержит около 100 000 звезд. Среди них есть планета под названием Мафусаил в честь сына Еноха из Книги Бытия, якобы прожившего 969 лет.
В центре звездного скопления М4 находятся пульсар и белый карлик, вращающиеся вокруг своего общего гравитационного центра каждый 161 день. Учитывая короткоживучесть звезд большой массы, пульсар должен образоваться вскоре после формирования самой Мессье 4 .
Мафусаил также вращается вокруг этого центра, но гораздо медленнее, примерно раз в 100 лет, на расстоянии, подобном тому, на котором Уран вращается вокруг нашего Солнца. Это гигантская газовая планета, масса которой примерно в 2,5 раза превышает массу Юпитера. Считается, что Мафусаил сформировался, как обычная планета вокруг звезды, похожей на Солнце, в течение первого миллиарда лет после образования Вселенной. Затем она была выведена на орбиту вокруг главного пульсара, вокруг которого она вращается с тех пор.
Высокая плотность звезд в шаровых скоплениях способствует высокой вероятности близкого столкновения двух звезд, а также обмену планетами. Мафусаил является старейшей известной планетой в космосе, образовавшейся примерно 12,7 миллиарда лет назад вместе со всеми звездами в М4.
Планеты-пульсары — это миры крайностей, но даже они могут быть не самыми причудливыми. Небольшое количество теоретических исследований предполагает существование планет, вращающихся вокруг черных дыр. Однако пока ни одна из них не была найдена.
Доктор Гарет Дорриан, постдокторский научный сотрудник по космическим наукам, Бирмингемский университет.
Фото: Unsplash, Freepik.com
Читайте Новини.LIVE!
