Сенсационное открытие, сделанное в отдаленной области космоса, может заставить пересмотреть существующие представления о планетах и гравитации. Недавно астрономы получили свидетельства существования необычайно легкой планеты, обращающейся вокруг пульсара PSR J0337+1715. Предположительно, масса этой планеты, которая составляет всего около двух лунных, делает её самой малой из когда-либо найденных вне Солнечной системы. Подтверждение этого открытия позволит не только получить уникальные сведения об экстремальных звездных системах, но и пересмотреть представления о формировании и способности планет к выживанию в суровых условиях.
Что такое пульсар?
Пульсар – это особый тип нейтронной звезды, представляющий собой экстремальное состояние вещества. Он формируется в процессе коллапса массивной звезды в конце ее жизненного цикла и после взрыва сверхновой. Взрыв звезды приводит к образованию крайне плотного ядра, которое в основном состоит из нейтронов. Это ядро содержит массу, сопоставимую с массой Солнца, но сконцентрирована в объеме, лишь немного большем, чем у города, что обуславливает его исключительную плотность.
Пульсары характеризуются исключительно быстрым вращением – в некоторых случаях до нескольких сотен оборотов в секунду – что порождает мощное магнитное поле. Эти звезды излучают периодические импульсы радиоволн или света, похожие на сигналы маяка, создаваемые пучками излучения, проецируемыми с их магнитных полюсов. Когда эти лучи сканируют Землю, мы воспринимаем эти сигналы как регулярные импульсы, отсюда и их название «пульсар».
PSR J0337+1715, находящийся на расстоянии около 1000 световых лет от Земли, представляет собой весьма любопытный пульсар. Его особенность заключается в том, что он входит в состав сложной двойной системы, вращающейся не вокруг одной звезды, а вокруг двух белых карликов – остатков звезд, исчерпавших ядерное топливо и не способных к термоядерным реакциям).
Открытие планеты
Обнаружение этой малой планеты оказалось небыстрым процессом. Оно базировалось на детальном анализе радиосигналов, генерируемых пульсаром. На эти сигналы, отличающиеся высокой регулярностью, может воздействовать наличие других объектов на орбите. Доктор Гийом Вуазен и его группа из CNRS зафиксировали изменения во времени между этими импульсами, что породило предположения о наличии небольшого тела, обращающегося вокруг пульсара.
Астрономы предполагают, что масса этой планеты может быть около 0,4% массы Земли, что сопоставимо с половиной массы Луны. В случае подтверждения этой оценки, планета станет одной из наименее массивных, когда-либо найденных вне Солнечной системы. Её размеры будут находиться в диапазоне между Плутоном и Меркурием, что может пересмотреть наше понимание планет в системах с экстремальными звездами.
Проблема выживания
Удивительные особенности этой планеты становятся еще более заметными, если рассматривать те трудные условия, в которых она сформировалась. Для того чтобы выжить в системе пульсара, планете пришлось преодолеть весьма непростой путь. Пульсары возникают в результате взрывов сверхновых – катастрофических событий, которые нередко выбрасывают в космическое пространство окружающую материю. Кроме того, система PSR J0337+1715 включает в себя три чрезвычайно плотных и компактных объекта: пульсар и два белых карлика, прошедших стадию расширения в виде красных гигантов. Поэтому вызывает восхищение, что планете удалось сохранить стабильность и орбиту в подобной среде.
По мнению исследователей, эта планета, возможно, возникла относительно недавно из остатков, появившихся в результате катастрофических событий, определивших структуру этой звездной системы.
Почему это открытие важно?
Информация об открытии этой планеты была опубликована в журнале , изучение такой системы, как PSR J0337+1715, крайне важно не только для астрономических исследований, но и для углубления нашего знания фундаментальных физических принципов. Эта система представляет собой уникальную природную среду, позволяющую с беспрецедентной точностью проверить общую теорию относительности Эйнштейна. Анализируя изменения в радиосигналах, ученые стремятся установить, одинаково ли пульсар и ближайший белый карлик подвержены гравитационному воздействию самого удаленного белого карлика. Это позволяет проверить, применима ли теория Эйнштейна, согласно которой все объекты должны падать с одинаковой скоростью в гравитационном поле, даже когда речь идет о телах с разной массой в условиях экстремальных гравитационных воздействий.
Общая теория относительности успешно прошла проверку временем, а полученные с её помощью данные подтверждают предсказания Эйнштейна с точностью до миллионной доли. Тем не менее, наличие малой планеты способно изменить эти результаты и предоставить новые возможности для разработки альтернативных теорий гравитации.