Науковці вважають, що у подвійних системах, які складаються з нейтронної та звичайної зір, можуть існувати троянські планети. Вони розробили два способи їхнього пошуку.
Троянські планети
Група астрофізиків з проєкту TROY нещодавно опублікувала в журналі The Astrophysical Journal дослідження, присвячене можливості існування і виявлення троянських екзопланет. Причому шукати їх пропонується не де-небудь, а в пульсарних системах.
Взагалі в астрономії «троянцями» називаються астероїди, розташовані у точках Лагранжа L4 та L5. У цих зонах гравітація усіх тіл системи врівноважується і там можуть перебувати відносно невеликі об’єкти. Розташовані ці точки на орбіті гігантської планети на 60° попереду і на 60° позаду від неї.
З часом стало зрозуміло, що щось подібне є не лише у Юпітера, а й в інших планет. А потім науковці зрозуміли, що в одній із троянських точок якоїсь системи може бути ціла планета.
Пульсарні системи
У новому дослідженні науковці пішли ще далі. Вони припустили, що троянські планети можуть існувати безпосередньо на орбіті однієї зір у подвійних системах. Ці світила зазвичай обертаються навколо спільного центру мас, тож у цьому немає нічого дивного.
Однак вчені пропонують шукати троянські планети не просто у подвійній системі, а у «чорних вдів». Так називають особливий вид пульсарів. Нейтронна зоря розташована настільки близько від свого компаньйона, що її гравітація перетягує на неї частину речовини, в результаті чого цей об’єкт починає надзвичайно швидко обертатися.
Здавалося б, орбіта зорі, яку пожирає нейтронна зоря, — найгірше місце для існування планети. Проте дослідники кажуть, що саме в цьому випадку орбіта є настільки стабільною, що троянські планети можуть існувати на ній як завгодно довго.
Виявлення планет
Виявити таку троянську планету вкрай важко. Стандартні методи, такі як транзитний і променевих швидкостей, тут не працюють, бо вона майже не впливає на рух зорі й ніколи не проходить між нею і нами.
Проте дослідники знайшли два способи це зробити. Для одного з них, застосованого до подвійної системи PSR J1641+8049, вони порівняли криві оптичного блиску з радіоданими.
Вони знали, що оптичне світло досягає піка, коли нагріта сторона зорі-компаньйона звернена до Землі, тоді як радіоімпульси відстежують орбітальний центр мас усієї системи (яка може складатися з трьох або більше тіл). Якби між двома вимірюваннями була невідповідність, це вказувало б на третє тіло (тобто троянського астероїда), яке втручається в час радіоімпульсів.
Другий метод, який науковці використовували на восьми різних подвійних системах «чорної вдови», використовує 15-річний набір даних NANOGrav, що відстежує особливість, відому як час прибуття радіоімпульсів (TOA). Якщо система містить троянський астероїд, він буде коливатися навколо своєї стабільної точки, що призводить до коливань центру мас системи з тією ж частотою. Цю зміну можна виявити за незначними відмінностями в тому, коли радіосигнали надходять на Землю — звідси й їхній «час прибуття», — що вказує на те, що третій об’єкт, який створює нестабільність, викликає зміни в часі радіоімпульсів.
Попри використання двох різних методів на дев’яти різних системах, дослідники не змогли остаточно сказати, що вони виявили будь-яких троянців. Дві системи з набору даних NANOGrav, на думку авторів, мали хибнопозитивні сигнали, найімовірніше, викликані випадковим шумом від пульсара-господаря або обмеженнями відстеження транзиту Аресібо, однієї з обсерваторій, що використовуються для збору даних.
Окрім цього, вони змогли однозначно встановити, що навколо решти семи подвійних пульсарних систем немає жодних об’єктів — навіть із масою, порівнянною із земною. Винятком стала система, досліджена шляхом порівняння оптичних і радіоданих: у ній вдалося обмежити максимальний розмір троянської планети приблизно до 8 радіусів Юпітера.
За матеріалами phys.org
