Открытие планеты, ставящее под сомнение наши знания о гравитации
Недавно астрономы сделали удивительное открытие, которое может кардинально изменить наше представление о планетах и гравитации. В одном из уголков Вселенной они обнаружили доказательства существования чрезвычайно легкой планеты, вращающейся вокруг пульсара PSR J0337+1715. Эта планета, масса которой едва ли в два раза меньше массы Луны, может оказаться самой маленькой из всех известных за пределами Солнечной системы. Если это открытие подтвердится, оно не только откроет новые горизонты в изучении экстремальных звездных систем, но и заставит пересмотреть наши представления о формировании и выживании планет в экстремальных условиях.
Что такое пульсар?
Пульсар — это особый тип нейтронной звезды, экстремальная форма материи, возникающая в результате катастрофического коллапса массивной звезды. Когда звезда взрывается сверхновой, она оставляет после себя невероятно плотное ядро, почти полностью состоящее из нейтронов. Это ядро сжимает массу, эквивалентную массе Солнца, в объеме, который едва превышает размер города, что делает его одним из самых плотных объектов во Вселенной.
Пульсары известны своей невероятной скоростью вращения, достигающей нескольких сотен оборотов в секунду. Это быстрое вращение создает мощное магнитное поле, которое заставляет звезду испускать регулярные импульсы радиоволн или света. Эти импульсы напоминают сигналы маяка, проецируемые с магнитных полюсов пульсара. Когда эти лучи сканируют Землю, мы наблюдаем их как регулярные импульсы, что и дало название этим объектам — пульсары.
PSR J0337+1715, расположенный примерно в 1000 световых лет от Земли, представляет собой уникальную систему. Он является частью сложной бинарной системы, вращающейся не вокруг одной звезды, а вокруг двух белых карликов — мертвых звезд, исчерпавших свое ядерное топливо и больше не способных к термоядерным реакциям.
Открытие планеты
Открытие этой крошечной планеты не было случайным. Оно стало возможным благодаря тщательному анализу радиоимпульсов, испускаемых пульсаром. Эти импульсы, несмотря на свою регулярность, могут изменяться под влиянием других объектов на орбите. Доктор Гийом Вуазен и его команда из CNRS обратили внимание на изменения в интервалах между этими импульсами, что вызвало подозрения о наличии небольшого тела, вращающегося вокруг пульсара.
По предварительным оценкам, масса этой планеты может составлять около 0,4% массы Земли, что примерно равно половине массы Луны. Если эти расчеты верны, то планета станет одной из самых легких за пределами Солнечной системы. По размерам она была бы между Плутоном и Меркурием, что кардинально изменит наше представление о планетах в экстремальных звездных системах.
Проблема выживания
Существование этой планеты вызывает множество вопросов о том, как она смогла выжить в такой сложной среде. Пульсары, как правило, возникают после взрыва сверхновой, который выбрасывает в космос большую часть материи. Более того, система PSR J0337+1715 включает три чрезвычайно плотных и малых объекта: пульсар и два белых карлика, переживших фазу расширения в качестве красных гигантов. Поэтому удивительно, что планета смогла сохранить свою стабильность и орбиту в такой экстремальной среде.
Ученые предполагают, что планета могла возникнуть недавно из обломков, образовавшихся в результате катаклизмов, сформировавших эту сложную звездную систему. Эти обломки могли собраться в гравитационно связанную систему, став основой для новой планеты.
Почему это открытие важно?
Открытие этой планеты имеет огромное значение не только для астрономии, но и для фундаментальной физики. Система PSR J0337+1715 представляет собой уникальную естественную лабораторию, где можно проверить общую теорию относительности Эйнштейна с беспрецедентной точностью. Ученые используют вариации радиоимпульсов, чтобы проверить, одинаково ли реагируют пульсар и ближайший белый карлик на гравитацию самого дальнего белого карлика. Это позволяет проверить, применима ли теория Эйнштейна к телам с разной массой в условиях экстремальной гравитации.
На данный момент общая теория относительности успешно прошла множество проверок, и результаты, полученные с помощью этой системы, подтверждают ее предсказания с точностью до миллионной доли. Однако присутствие малой планеты может изменить эти результаты и открыть новые возможности для альтернативных теорий гравитации.
Это открытие также поднимает важные вопросы о происхождении планет в экстремальных условиях. Если планета смогла выжить в системе пульсара, это может указывать на то, что планеты могут формироваться и в других экстремальных звездных системах. Это открывает новые горизонты для поиска экзопланет и изучения их свойств.
Заключение
Открытие планеты, вращающейся вокруг пульсара PSR J0337+1715, является настоящим прорывом в астрономии и физике. Оно не только расширяет наши знания о планетарных системах, но и ставит под сомнение некоторые устоявшиеся представления о гравитации и формировании планет. Это открытие открывает новые возможности для дальнейших исследований и может привести к пересмотру наших теорий о Вселенной.
