Ученые полагают, что в двойных системах, состоящих из нейтронной и обычной звезд, могут существовать троянские планеты. Они разработали два способа их обнаружения.
Троянские планеты
Группа астрофизиков из проекта TROY недавно опубликовала в журнале The Astrophysical Journal исследование, посвященное возможности существования и обнаружения троянских экзопланет. Причем искать их предлагается не где-нибудь, а в пульсарных системах.
Вообще в астрономии «троянцами» называются астероиды, расположенные в точках Лагранжа L4 и L5. В этих зонах гравитация всех тел системы уравновешивается, и там могут находиться относительно небольшие объекты. Расположены эти точки на орбите гигантской планеты на 60° впереди и на 60° позади от нее.
Со временем стало понятно, что нечто подобное есть не только у Юпитера, но и у других планет. А потом ученые поняли, что в одной из троянских точек какой-либо системы может находиться целая планета.
Пульсарные системы
В новом исследовании ученые пошли еще дальше. Они предположили, что троянские планеты могут существовать непосредственно на орбите одного из звезд в двойных системах. Эти светила обычно вращаются вокруг общего центра масс, поэтому в этом нет ничего удивительного.
Однако астрономы предлагают искать троянские планеты не просто в двойной системе, а у «черных вдов». Так называют особый вид пульсаров. Нейтронная звезда находится так близко от собственного компаньона, что ее гравитация перетягивает на нее часть вещества, в итоге чего этот объект начинает очень стремительно вращаться.
Казалось бы, орбита звезды, поглощаемой нейтронной звездой, — самое неблагоприятное место для существования планеты. Однако исследователи утверждают, что именно в этом случае орбита настолько стабильна, что троянские планеты могут существовать на ней сколько угодно долго.
Обнаружение планет
Обнаружить такую троянскую планету крайне тяжело. Стандартные методы, такие как транзитные и лучевые скорости здесь не работают, потому что она почти не влияет на движение звезды и никогда не проходит между ней и нами.
Однако исследователи нашли два способа это сделать. Для одного из них, примененного к двойной системе PSR J1641+8049, они сравнили кривые оптической светимости с радиоданными.
Они знали, что оптический свет достигает пика, когда нагретая сторона звезды-компаньона обращена к Земле, тогда как радиоимпульсы отслеживают орбитальный центр масс всей системы (которая может состоять из трех или более тел). Если бы между двумя измерениями было несоответствие, это указывало бы на третье тело (т.е. троянского астероида), вмешивающееся во время радиоимпульсов.
Второй метод основан на 15-летнем наборе данных NANOGrav, который отслеживает параметр, известный как время прибытия радиоимпульсов (TOA). Если система содержит троянский астероид, он будет колебаться вокруг своей стабильной точки, что приводит к колебаниям центра масс системы с той же частотой. Это изменение можно обнаружить по незначительным различиям в том, когда радиосигналы поступают на Землю — отсюда и их «время прибытия», — что указывает на то, что третий объект, создающий нестабильность, вызывает изменения во времени радиоимпульсов.
Несмотря на использование двух разных методов на девяти разных системах, исследователи не смогли окончательно сказать, что они обнаружили каких-либо троянцев. Две системы из набора данных NANOGrav, по мнению авторов, имели ложноположительные сигналы, вероятнее всего, вызванные случайным шумом от пульсара-хозяина или ограничениями отслеживания транзита Аресибо, одной из обсерваторий, используемых для сбора данных.
Кроме того, им удалось однозначно установить, что вокруг остальных семи двойных пульсарных систем нет никаких объектов — даже с массой, сопоставимой с земной. Исключением стала система, исследованная путем сравнения оптических и радиоданных: в ней удалось ограничить максимальный размер троянской планеты примерно до 8 радиусов Юпитера.
По материалам phys.org
