четверг

В галактике Млечный Путь пульсар превратился в алмазную планету

Астрономы думают, что они нашли в нашем Млечном Пути некогда массивную звезду, которая была преобразована в маленькую планету, изготовленную из алмаза.

В августе 2011 года пресс-служба Технологического университета Суинберна в Мельбурне (Австралия) опубликовала пресс-релиз об астрономическом открытии, сделанном международной исследовательской группой под руководством профессора Мэттью Бейлс (Matthew Bailes), являющегося одновременно вице-канцлером данного университета и лидером международной команды астрономов "Дайнэмик Юниверс" в рамках новой инициативы астрономии широкого поля. Позднее в рамках этой инициативы и на базе Сиднейской обсерватории был основан Центр передового опыта для астрофизики всего неба (CAASTRO). Также, результаты исследования были опубликованы в американском академической научном журнале Science Magazine.

Группа астрономов-исследователей из Австралии, Германии, Италии, Великобритании и США обнаружила необычную звезду под названием пульсар с помощью радиотелескопа CSIRO, установленного в обсерватории Паркис (Parkes Observatory), в 20 километрах к северу от города Паркс, Новый Южный Уэльс, Австралия. После открытия астрономы энергично преследовали новую звезду с помощью радиотелескопа Лавелл в английской обсерватории Джодрелл Бэнк (Великобритания) и одного из телескопов обсерватории Кека на острове Гавайи (США). 

Пульсары представляют собой небольшие вращающиеся звезды с большой плотностью и значительной массой, сопоставимой с массой нашего солнца, но диаметром около 20 км, т.е. размером с небольшой город, которые испускают луч радиоволн в окружающее космическое пространство. Из-за того, что звезда вращается и ее радиолуч неоднократно охватывает пространство нашей планеты, земные телескопы обнаруживают регулярный узор радиоимпульсов.

Миллисекундный пульсар в представлении художника.
Автор NASA, 2012. Общественное достояние.
Источник Goddard Space Flight center


Пульсар, о котором идет речь, был открыт в декабре 2009 и повторно исследован в 2011. Эта звезда имеет короткий период вращения и получила название PSR J1719 - 1438. Во время наблюдения за звездой астрономы заметили, что время прибытия импульсов систематически модулируется. Они пришли к выводу, что это может быть связано с гравитационным притяжением небольшой планеты, являющейся компаньоном и вращающейся вокруг пульсара в составе двойной системы.


Согласно данным пресс-релиза, пульсар и его планета являются частью звездной плоскости нашей галактики Млечный Путь и находятся на удалении 4000 световых лет от Земли в созвездии Змеи (Snake). Удаленность двойной системы можно представить как одну восьмую часть пути от Земли к Галактическому центру.

Модуляция радиоимпульсов рассказала астрономам несколько интересных вещей о планете.

Во-первых, планета компаньон обращается вокруг пульсара с периодом два часа и десять минут, а расстояние между двумя космическими объектами составляет 0.004 а.е. или 600 тысяч км, что немного меньше, чем радиус нашего Солнца.

Во-вторых, планета спутник имеет небольшой диаметр, меньше, чем 60 000 км (это примерно пять диаметров Земли). Планета находится так близко к пульсару, что если бы пульсар был немного больше, он бы разорвал планету своей гравитацией.

Но, несмотря на свои небольшие размеры, далекая планета компаньон в созвездии Змеи имеет массу, сравнимую с массой Юпитера из нашей солнечной системы.

Как отмечено в пресс-релизе, высокая плотность планеты дала астрономам ключ к раскрытию происхождения двойной системы.

По мнению команды исследователей, планета компаньон состоит из углерода высокой плотности и представляет собой гигантский алмаз. Это все, что осталось от некогда массивной звезды, большая часть вещества которой была перетянута пульсаром к себе, как сифоном.

Согласно данным астрономов, звезда PSR J1719 -1438 является очень быстро вращающимся пульсаром, относящимся к классу миллисекундных пульсаров. Удивительно, но звезда вращается со скоростью более 10 тысяч оборотов/минуту, имеет массу в 1,4 раза больше, чем масса нашего Солнца, но имеет всего 20 км в диаметре. Около 70 процентов пульсара содержит какой-то спутник. Астрономы полагают, что этот спутник, в своей звездной форме, превращает старый и мертвый пульсар в миллисекундный пульсар за счет перемещения вещества и вращения его с очень высокой скоростью. В результате появляется быстро вращающийся миллисекундный пульсар  с усохшим компаньоном, чаще всего называемым белым карликом.

Член команды астрономов д-р Андреа Поссенти (Dr Andrea Possenti), являющийся директором астрономической обсерватории итальянского национального института астрофизики (INAF) на острове Сардинии (Италия) сказал в пресс-релизе, что исследователи знают о нескольких других звездных системах, так называемых ультра-компактных рентгеновских мало массивных двойных системах, которые, вероятно, развивается по такому же сценарию и могут представляться прародителями пульсара типа J1719 - 1438.

По мнению астрономов, пульсар J1719 -1438 и его компаньон находятся настолько близко друг к другу, что спутником может быть только очень урезанный белый карлик, который потерял свои внешние газовые слои и более 99,9 процентов своей первоначальной массы.

Один из членов исследовательской команды доктор Майкл Кейт (Dr Michael Keith) из CSIRO отметил в пресс-релизе, что звездный остаток в значительной степени должен состоять из углерода и кислорода, потому что звезда, сделанная из других более легких элементов, таких как водород и гелий, будет слишком большой по размеру, чтобы соответствовать полученным орбитальным данным.

Высокая плотность вещества компаньона означает, что этот материал должен иметь кристаллическую структуру, то есть, большая часть планеты может быть похожа на алмаз.

Доктор Бенджамин Стэпперс (Dr Benjamin Stappers) из Манчестерского университета сказал в пресс-релизе, что окончательная судьба двоичной звездной системы определяется массой и периодом обращения звезды-донора на момент массообмена. По его мнению, большая редкость миллисекундного пульсара с массивной планетой-компаньоном  означает, что производство в космосе таких "экзотических планет" является скорее исключением, чем правилом, и требует особых обстоятельств.

Ученые обнаружили пульсар J1719 - 1438 в результате обработки информации среди почти 200 000 гигабайт данных, используя специальные коды на супер компьютерах в Технологическом университете Суинберна, университете Манчестера, и обсерватории итальянского национального института астрофизики.

Данное открытие было сделано во время систематического поиска пульсаров по всему небу, в которое так же был вовлечен 100 -метровый радиотелескоп Эффельсберг, принадлежащий Институту радиоастрономии Макса Планка (MPIfR ) в Германии. По словам профессора Майкла Крамера (Michael Kramer), директора MPIfR, это оказался самый большой и самый чувствительный обзор такого типа среди когда-либо проводившихся исследований.

Профессор Мэттью Бейлс является членом Центра астрофизики и супер-компьютерных вычислений на Суинберне, который является уникальным ресурсом для обработки потоков данных, полученных телескопами, и их последующего моделирования.

Ссылки

Эта история составлена на основе материала пресс-релиза, любезно предоставленного медиа-центром Технологического Университета Суинберн. Материал мог быть изменен при переводе для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

A planet made of diamond
http://www.swinburne.edu.au/chancellery/mediacentre/media-centre/news/2011/08/a-planet-made-of-diamond

YouTube Видео

Название: О планете, сделанной из алмаза (по-английски)
Канал: Swinburne University of Technology
Инфо: На английском языке. Вице-канцлер Технологического Университета Суинберна (исследований), профессор Мэтью Бэйлс объясняет трансформацию некогда массивной звезды, которая была преобразована в маленькую планету, изготовленную из алмаза.