30 jaar na zijn ontdekking hebben astronomen zich gerealiseerd dat de eerste bevestigde exoplaneet echt zeldzaam is

in 1992Astronomen hebben de eerste exoplaneten ontdekt in een onverwacht deel van het heelal: rond een pulsar, een snel roterend stellair lichaam.

Sindsdien zijn er niet veel andere pulserende planeten gevonden, en met mogelijk een goede reden: In nieuwe zoekopdracht Gedetailleerd 12 juli in Nationale astronomiebijeenkomst In Engeland hebben astronomen nu ontdekt dat zulke pulserende werelden uiterst zeldzaam kunnen zijn.

Hier is de achtergrond – Astronomen ontdekken de eerste bekende exoplaneten rond een pulsar PSR B1257 + 12 In 1992, ongeveer 2.300 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Maagd. Een pulsar is een soort neutronenster, het lijk van een ster die stierf in een catastrofale explosie die bekend staat als een supernova, waarvan de zwaartekracht sterk genoeg is om protonen te verpletteren met elektronen om neutronen te vormen – maar niet massief genoeg om te worden Zwart gat.

De gewelddadige aard van een supernova zorgt er vaak voor dat de overblijfselen van zijn ster ronddraaien. Een roterende neutronenster kan tot 700 keer per seconde draaien en smalle bundels radiogolven uitzenden van zijn magnetische polen die flitsen als vuurtorenbakens, waardoor hij de naam ‘pulsar’ krijgt, een afkorting voor ‘pulsar’.

Als de pulsar in een baan om een ​​planeet draait, zal de pulsar licht zwaaien vanwege de zwaartekracht van deze wereld. “Door deze kleine beweging kunnen we pulsen van de pulsar eerder of later detecteren dan verwacht”, Michael Keitheen astrofysicus aan de Universiteit van Manchester in Engeland inverse. “De pulsar-timingtechnologie is erg gevoelig, omdat we elke rotatie van een pulsar gedurende vele jaren kunnen volgen.”

Het is nu bekend dat PSR B1257 + 12 ten minste drie planeten herbergt die qua massa vergelijkbaar zijn met de rotsachtige planeten van ons zonnestelsel. Hoewel wetenschappers in de 30 jaar daarna bijna 5.000 exoplaneten hebben ontdekt, is van slechts vijf pulsars bekend dat ze iets herbergen dat op een planeet lijkt. Het is mogelijk dat deze zich niet zoals gewone werelden rond deze pulsars hebben gevormd. De metgezellen van vier van deze vijf sterren zijn koude dode sterren die bekend staan ​​als witte dwergen die zijn afgekoeld en verstoken zijn van genoeg materie om te worden “diamanten planeten.” De Vijfde Pulsar Companionde super-Jupiter, waarschijnlijk vastgelegd op de partnerster van de pulsar.

Over het algemeen is PSR B1257 + 12 momenteel het enige bekende voorbeeld van een neutronenster met een aardse planeet. Er is nog veel onbekend over hoe dergelijke werelden zich zouden kunnen vormen en leven rond pulsars.

Wat deden de wetenschappers? – Astronomen hebben de grootste zoektocht naar planeten die rond pulsars draaien tot nu toe uitgevoerd. De hoofdauteur van de studie zegt dat uitzoeken hoe pulserende planeten al dan niet gebruikelijk zijn, een belangrijke eerste stap is om uit te zoeken hoe ze zich in de eerste plaats zouden kunnen vormen. Juliana Nieuw aan de Universiteit van Manchester.

“Sinds de ontdekking van de eerste pulsarplaneet wordt algemeen aangenomen dat deze zeer zeldzaam is”, zegt Keith. Dit is echter de eerste keer dat we een zeer uitgebreide zoektocht naar andere planeten hebben gedaan.

De onderzoekers analyseerden gegevens van bijna 800 pulsars, gevolgd door het Jodrell Bank Observatory in Cheshire, Engeland, in de afgelopen 50 jaar. Ze zochten naar werelden variërend van een honderdste van de massa van de maan tot 100 keer de massa van de aarde. Het onderzoeksproces omvatte banen die de planeten van 20 dagen tot 17 jaar zouden kosten, banen met cirkelvormige ovalen en meer “excentriek”. Een supernova zou het planetenstelsel van zijn ster bijna volledig kunnen verstoren, zegt Keith, “en eventuele overblijfselen van de planeten kunnen zich in zeer scheve banen bevinden en zich nauwelijks aan de pulsar vastklampen.”

Wat hebben ze gevonden? – Wetenschappers hebben ontdekt dat de eerste bekende exoplaneet uiterst zeldzaam kan zijn – minder dan 0,5 procent van alle bekende pulsars kan aardse planeten herbergen. “Het is verrassend dat één pulsar drie planeten heeft, en we zien ze nergens anders”, zegt Keith.

Het lijkt er ook op dat tweederde van de 800 pulsars waarschijnlijk geen metgezellen zal bevatten die meer dan twee tot acht keer de massa van de aarde zijn. Eén pulsar, PSR J2007+3120, kan ten minste twee exoplaneten herbergen, met een massa die een paar keer zo groot is als die van de aarde, en banen die ongeveer 1,9 en 3,6 jaar in beslag zouden nemen. De onderzoekers zeggen dat langetermijnobservaties met behulp van zeer gevoelige instrumenten zoals de komende Square Kilometre Array kunnen helpen bevestigen of ze werelden hebben.

“Aardemassaplaneten zouden niet rond pulsars zoals de aarde zijn – de kale rots zou waarschijnlijk zijn weggeblazen door de hoogenergetische straling van de pulsar”, zegt Keith.

Een scenario waarin een pulsar een planeet herbergt, is dat materie van een ster explodeert na een supernova-explosie om een ​​wereld te vormen.

“Het materiaal dat door de ster wordt uitgezonden, verschilt niet veel van het materiaal dat de ster oorspronkelijk heeft gevormd, dus het is niet onmogelijk dat zich rond de pulsar een soortgelijke schijf van gas en stof zou kunnen vormen, vergelijkbaar met degene die ons zonnestelsel heeft gevormd”, zegt Kees. “Dit scenario klinkt heel aannemelijk, maar het is een raadsel waarom dit slechts met één pulsar lijkt te zijn gebeurd.”

Wat is het volgende? – Nieuwe gegevens over deze pulsars zullen wetenschappers helpen meer te weten te komen over deze dode sterren, “wat vreemde dingen zijn in de extremen van de natuurkunde”, merkt Keith op. Hij voegt eraan toe dat astronomen hun algoritmen voor het jagen op planeten openbaar zullen maken, zodat andere wetenschappers hun databases van pulsar-werelden kunnen analyseren.