Мы все привыкли, что Солнце — главный источник, обеспечивающий жизнь на нашей планете энергией. Но представьте, что Солнце в небе может быть крошечным и вместо мягкого света излучать невидимые лучи смерти. Это не мрачная фантастика, а реальность пульсарных планет.
Пульсарные планеты
Первые две планеты за пределами Солнечной системы были открыты 34 года назад. И до сих пор они остаются одними из самых экзотических среди известных астрономам. Дело в том, что обе они, а также ещё одна, открытая позднее, вращаются вокруг пульсара PSR B1257+12.
Чтобы понять, что здесь удивительного, нужно вспомнить, что такое пульсары. Так называются источники чрезвычайно мощной радиации в виде повторяющегося сигнала с постоянным периодом. Физически это нейтронные звезды — объекты, которые образуются, когда масса, сопоставимая с солнечной, сжимается до размера планеты, подобной Земле. При этом она сохраняет свои угловые моменты вращения, в результате чего приобретает невероятную плотность и имеет чрезвычайно мощное магнитное поле.
Именно магнитное поле ускоряет частицы вокруг пульсара. Наиболее интенсивно это происходит вблизи его магнитных полюсов, которые обычно не совпадают с осью вращения. В результате возникают два луча излучения, вращающихся вместе со звездой.
Так вот, пульсарные планеты необычны тем, что на их звездах не происходят термоядерные реакции. Часть из них образуется в результате взрывов сверхновых, часть — в результате слияния белых карликов. В любом случае эти объекты светятся исключительно остаточным светом чрезвычайно нагретого тела. И этого света относительно немного. Зато планеты буквально купаются в радиации.
Система PSR B1257+12
Система PSR B1257+12, в которой обнаружены первые открытые экзопланеты, выделяется даже на фоне других подобных ей систем. Ведь мертвая звезда в ее центре относится к так называемым миллисекундным пульсарам. Один оборот он делает за 6,2 мс. Это означает, что за секунду он успевает сделать примерно 180 оборотов.
Как правило, миллисекундные пульсары встречаются в двойных системах. Материя с компаньона падает на нейтронную звезду, образуя аккреционный диск, который питает излучение с полюсов.
Однако PSR B1257+12, расположенный на расстоянии 2300 световых лет от нас, — одиночный пульсар. Так откуда же у него такая скорость вращения? Дело в том, что он возник не в результате взрыва сверхновой, а в результате слияния двух белых карликов примерно 3 миллиарда лет назад.
И именно этим объясняется интерес к его планетам. Их три: Драугр (по имени чудовищ из скандинавской мифологии, похожих на вампиров), Полтергейст (невидимый дух из немецкой мифологии, сеющий хаос) и Фобетор (персонаж из греческой мифологии, приходящий во сне в образе чудовищ).
Названия явно связаны с потусторонним миром, и не зря, ведь ученые уже давно интересуются вопросом: как они вообще могут существовать рядом с таким объектом? Ведь если они образовались уже после рождения пульсара, то откуда взялся материал для их формирования? А если существовали с самого начала, то как они пережили превращение одной звезды в красного гиганта и сбрасывание ею оболочек, затем то же самое должно было произойти и со второй, а потом еще как-то нужно было пережить само слияние и гравитационный хаос, который оно породило.
Самих планет мы не видим традиционными методами, однако благодаря тому, как они влияют на сигналы пульсара, можем достаточно точно определить их характеристики. Так, Драугр — это крошечный мир массой всего около 2 % от земной, который совершает один оборот за 25 суток. Полтергейст в 4,3 раза массивнее Земли и вращается вокруг пульсара за 66,5 суток, а Фобетор имеет массу 3,9 земной и год продолжительностью 98 суток.
Все это выглядит как набор каменистых планет или субнептунов, оставшихся на своих местах после всех испытаний, однако на самом деле это не так, поскольку в самом начале должны были существовать две звезды, а орбиты, как минимум, должны были быть гораздо шире. А на стадии красного гиганта они вообще должны были двигаться внутри него.
И эта система тем интереснее, что ничего подобного у других пульсаров нет. Планеты там есть, но они, как правило, единичные и при этом расположены значительно дальше от звезды. Почему система PSR B1257+12 такая уникальная, до сих пор никто не знает.
Поколение пульсарных планет
Вообще происхождение пульсарных планет — это отдельная тема, и астрономы много спорят по этому поводу. Выделяют три поколения таких тел. Первое — это те планеты, которые образовались вместе со звездой, которая затем и стала нейтронной, обычно в результате взрыва сверхновой. Они довольно похожи на те, что мы видим у звезд главной последовательности.
Проблема лишь в том, что во время взрыва сверхновой выживают преимущественно те миры, которые вращаются на большом расстоянии от звезды. В значительной степени они могут терять свои атмосферы или претерпевать иные изменения.
Пульсарные планеты второго поколения — это миры, сформировавшиеся уже после того, как звезда превратилась в пульсар. Считается, что они могли возникнуть из вещества, выброшенного в космос во время взрыва сверхновой. Теоретически этой материи должно хватить для образования довольно крупных тел, однако есть подозрение, что она рассеивается слишком быстро, чтобы из нее успели сформироваться планеты.
Наконец, могут существовать и пульсарные планеты третьего поколения. Они могут возникать в тех случаях, когда пульсар входит в состав двойной системы. Тогда нейтронная звезда притягивает к себе часть вещества с поверхности компаньона, в результате чего формируется аккреционный диск. Именно в нём теоретически и могут рождаться новые планеты. Возможны и другие, еще более экзотические сценарии появления пульсарных планет. Например, нейтронная звезда может гравитационно захватить блуждающую планету.
Может ли пульсарная планета пригодиться к жизни?
Казалось бы, планеты, вращающиеся вокруг пульсара — это само воплощение мира смерти. Однако на самом деле ученые не до конца уверены, что жизнь там совершенно невозможна. Ведь основная проблема там вовсе не в радиации как таковой. Многие микроорганизмы на Земле вполне выдерживают такие уровни облучения, которые можно получить рядом с пульсаром.
Другое дело — жидкая вода, один из ключевых критериев пригодности планеты для жизни, ведь именно в такой среде происходит большинство известных нам биохимических процессов. Пульсары излучают слишком мало света, чтобы нагреть планету настолько, чтобы она могла существовать, если она не находится практически вплотную к ним. Однако во многих случаях такая близость к нейтронной звезде была бы фатальной: ее гравитация просто разорвала бы планету на части.
В уже упомянутой системе PSR B1257+12 планеты находятся достаточно близко к местной «зоне жизни». Однако в этом случае возникают другие проблемы, и на этот раз они действительно связаны с радиацией. Чтобы поток заряженных частиц не сдул атмосферу и гидросферу, планета должна быть как минимум в десять раз массивнее Земли и одновременно обладать мощным магнитным полем. Поэтому делать окончательные выводы о ее потенциальной пригодности для жизни пока рано.
