Зомби-миры: пять жутких планет, вращающихся вокруг мертвых звезд

Фото из открытых источников
Все звезды, включая Солнце, имеют конечную продолжительность жизни. Звезды сияют в процессе ядерного синтеза, в котором более легкие атомы, такие как водород, сливаются вместе, образуя более тяжелые. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии, которая противодействует вездесущему внутреннему притяжению гравитации звезды. В конечном счете, синтез помогает звездам противостоять гравитационному коллапсу.
 
Этот баланс сил называется «гидростатическим равновесием». Однако придет время, когда запас топлива в ядре звезды начнет иссякать, и она в конце концов умрет. Звезды, масса которых более чем в восемь раз превышает массу Солнца, обычно сжигают свое топливо менее чем за 100 миллионов лет. Как только синтез прекращается, звезда коллапсирует, создавая мощный мгновенный последний взрыв ядерного синтеза, который заставляет звезду взорваться как сверхновую.
 
Сверхновые выделяют достаточно энергии, чтобы затмить всю галактику, в которой они происходят. То, что осталось потом, — это коллапсированные, мертвые звездные ядра, называемые нейтронными звездами или, если звезда-прародительница была достаточно массивной, черной дырой. Любые планеты, вращающиеся вокруг звезды, когда она станет сверхновой, будут уничтожены. Однако загадочным образом было обнаружено несколько «планет-зомби», вращающихся вокруг нейтронных звезд. И это одни из самых странных миров в космосе.
 
Нейтронные звезды чрезвычайно плотны и содержат столько же массы, сколько Солнце, сжатое в шар диаметром всего в несколько миль. Некоторые нейтронные звезды излучают в космос лучи радиоволн, и именно вокруг этих «пульсарных» звезд были обнаружены планеты. Когда пульсар вращается, его радиолучи проносятся сквозь пространство, создавая регулярные радиовспышки. 
 
Регулярность этих радиоимпульсов делает пульсары идеальными для поиска близлежащих планет. Если у пульсара есть планета, они оба будут вращаться вокруг общего гравитационного центра. Это означает, что радиоизлучение будет периодически растягиваться и сжиматься предсказуемым образом, что позволит нам обнаружить планету.
 

Фобетор, Драугр и Полтергейст

 

Примерно в 2300 световых годах от Земли находится пульсар PSR B1257+12. Он мигает 161 раз в секунду и получил прозвище «Лич» в честь нежити в западном фольклоре. Вокруг него вращаются три скалистые планеты земной группы: Фобетор, Драугр и Полтергейст.
 
Эти планеты занимают особое место в истории астрономии, так как они были первыми за пределами нашей Солнечной системы (экзопланетами), обнаруженными еще в 1991 году. 
 
Их открытие поставило под сомнение представления о формировании планет, которое обычно происходит при формировании новой звезды. Напротив, эти планеты должны были образоваться после взрыва сверхновой умирающей звезды. Пока точно неизвестно, как это произошло. Материал в диске обломков, вращающемся вокруг пульсара, мог слиться в планеты после взрыва сверхновой.
 
Драугр, названный в честь нежити в скандинавской мифологии, является самым сокровенным из трех. Его масса примерно в два раза превышает массу Луны, и это наименее массивная из известных в настоящее время планет, обращающаяся вокруг Лича каждые 25 дней. Его более крупные родственники, Полтергейст и Фобетор, совершают оборот вокруг своей оси каждые 67 и 98 дней соответственно, и каждый из них примерно в четыре раза превышает массу Земли.
 
Пульсары обладают мощными магнитными полями, которые могут позволить электрическим токам проходить через пространство между пульсаром и вращающейся планетой. Так что, если у какой-либо из этих планет есть атмосфера, они могут постоянно купаться в неземном свете мощного северного сияния (похожего на наше северное сияние).
 
Если бы вы стояли на поверхности одного из этих зомби-миров, вы бы увидели сквозь мощный оттенок полярного сияния раскалённого Лича в небе, излучающего два мощных и плотно сжатых луча света наружу в противоположных направлениях в черноту мира. пространство. Нейтронные звезды могут быть очень горячими, неся остаточное тепло, оставшееся от сверхновой. Температура Лича составляет почти 30 000°C, а самый внутренний из этих миров, Драугр, скорее всего, имеет температуру всего на несколько градусов ниже нуля на поверхности.
 

Алмазный мир

 
Планета PSR J1719-1438b вращается вокруг пульсара на расстоянии около 4000 световых лет, пролетая вокруг своего носителя чуть более чем за два часа. Это самая плотная из обнаруженных планет — настолько плотная, что считается, что она состоит в основном из алмаза.
 
Этот «алмазный мир» является остатком ядра мертвой звезды, называемой белым карликом. Известно, что они имеют высокое содержание углерода (алмаз состоит из углерода), но этот конкретный белый карлик потерял 99,9% своей первоначальной массы, поглощенный мощной гравитацией соседнего пульсара-хозяина.
 
Эта алмазная сфера примерно вдвое меньше Юпитера и вращается вокруг PSR J1719-1438 на расстоянии 600 000 км (всего в 1,5 раза дальше, чем наша Луна от Земли). На таком близком расстоянии от своего родительского пульсара вполне вероятно, что этот мир имеет очень горячую поверхность.
 

Мафусаил

 
Вокруг Млечного Пути (и многих галактик) вращаются шаровые звездные скопления — сферические группы, в каждой из которых может быть до миллиона звезд. Это одни из самых старых звезд во Вселенной.
 
Шаровое звездное скопление Мессье M4 находится на расстоянии около 5600 световых лет и содержит около 100 000 звезд. Среди них планета по прозвищу Мафусаил, в честь сына Еноха в Книге Бытия, который предположительно прожил 969 лет.
 
В центре звездного скопления M4 находятся пульсар и белый карлик, обращающиеся вокруг своего общего гравитационного центра каждые 161 день. Учитывая недолговечность звезд с большой массой, пульсар должен был сформироваться вскоре после образования самого Мессье 4.
 
Мафусаил также вращается вокруг этого центра, но гораздо более неторопливо, примерно раз в 100 лет, на расстоянии, подобном тому, на котором Уран вращается вокруг нашего Солнца. Это гигантская газовая планета, масса которой примерно в 2,5 раза больше массы Юпитера. Считается, что Мафусаил сформировался как обычная планета вокруг солнцеподобной звезды в течение первого миллиарда лет образования Вселенной. Затем он был захвачен на орбиту вокруг родительского пульсара, вокруг которого он вращается до сих пор.
 
Высокая плотность звезд в шаровых скоплениях делает шансы двух звезд на близкое столкновение довольно высокими, а также на обмен планетами. Мафусаил — старейшая из известных планет в космосе, сформировавшаяся примерно 12,7 миллиарда лет назад вместе со всеми звездами M4.
 
Планеты-пульсары — это миры крайностей, но даже они могут быть не самыми причудливыми. Небольшое количество теоретических исследований предполагает существование планет, вращающихся вокруг черных дыр. Однако до сих пор ни один не был найден.