Przejdź do głównej zawartości

Poszukiwanie planet krążących wokół pulsarów

Czy wokół ekstremalnych pulsarów czai się więcej ukrytych egzoplanet? Ostatnie badanie eksploruje dobrze zaobserwowany zestaw pulsarów w polowaniu na ich planetarnych towarzyszy.


Obecność pierwszych planet poza naszym Układem Słonecznym została potwierdzona w 1992 roku. Znaleziono je krążące wokół pulsara PSR B1257+12 a odkrycia dokonali: polski astronom Aleksander Wolszczan i Dale Frail. Badając impulsy pochodzące od tej wirującej, namagnesowanej gwiazdy neutronowej, naukowcy potwierdzili obecność dwóch małych okrążających go planet. Dwa lata później w tym samym układzie znaleziono trzecią planetę – i wydawało się, że pulsary są bardzo obiecujące jako gospodarze dla egzoplanet.

Ale potem tempo odkryć egzoplanet krążących wokół pulsarów zmalało. Zdominowały je inne metody wykrywania planet, takie jak metoda pomiarów prędkości radialnych czy metoda tranzytów. Spośród ponad 4000 potwierdzonych egzoplanet, które w sumie zostały odkryte, jedynie sześć krąży wokół pulsarów.

Czy ten niedostatek istnieje, ponieważ planety krążące wokół pulsarów są niezwykle rzadkie? A może po prostu nie przeprowadziliśmy wystarczającej liczby systematycznych poszukiwań planet przy pulsarach? W nowych badaniach Erica Behrens odpowiada na to pytanie, wykorzystując zestaw danych do badania szybko wirujących pulsarów milisekundowych w poszukiwaniu oznak ukrytych planet.

Jak się wykrywa planety krążące wokół pulsarów? Pulsary emitują wiązki gorącego promieniowania, które migają podczas wirowania za każdym razem, gdy są zwrócone w stronę obserwatora (niczym latarnia morska). Regularność tych błysków jest niezwykle stabilna, a kiedy obserwujemy je przez dłuższy czas, możemy przewidzieć moment nadejścia impulsów z dokładnością do mikrosekund!

Ponieważ impulsy te są tak przewidywalne, wszelkie zaburzenia, które mogą je zmienić, mogą być mierzone i modelowane. W szczególności obecność ciała towarzyszącego wokół pulsara spowoduje, że oba obiekty okrążając wspólny środek masy układu, wprowadzą okresową sygnaturę czasu przybycia impulsu od pulsara. Ta fluktuacja taktowania impulsu pozwala mierzyć okres i masę potencjalnych towarzyszy.

Aby zbadać te sygnatury w danych z pulsarów, Behrens i współpracownicy zwracają się do obserwacji 45 pojedynczych pulsarów milisekundowych, które zostały wykonane w ramach projektu obserwacji fal grawitacyjnych NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves).

Głównym celem NANOGrav jest wykorzystanie dokładnego taktowania tych pulsarów do pomiaru zmarszczek w czasoprzestrzeni wywołanych przez fale grawitacyjne. Ale w trakcie prac tego projektu dokładnie monitorowano czasy nadejścia impulsów dla tych pulsarów przez 11 lat, tworząc niezwykle dokładny zestaw danych, w którym możemy szukać dowodów na istnienie planet krążących wokół któregokolwiek z 45 pulsarów.

Szukając w danych okresowych sygnałów, zespół wykluczył obecność planet o okresach od 7 do 2000 dni. Wprowadzając do danych symulowane sygnały, autorzy pracy pokazują, że ich analiza jest czuła na towarzyszy o masach mniejszych niż Ziemia – w rzeczywistości dla niektórych pulsarów wyeliminowali możliwość istnienia towarzyszy o masie większej niż ułamek masy naszego Księżyca!

Badanie to pokazuje niesamowitą moc i czułość w monitorowaniu pulsarów w polowaniu na małe egzoplanety. Chociaż prawdą może być, że planety wokół pulsarów są rzadkością, te, które tam jednak są, nie mogą pozostać długo w ukryciu.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds