MATUSALÉMMatusalém é o planeta mais antigo conhecido este momento. Formou-se no aglomerado globular M4 cerca de 12 bilhões anos atrás. Este planeta tem uma história turbulenta e incomum. Agora ele gira a uma distância de 23 UA. ao redor do par está uma anã branca - um pulsar de milissegundos, fazendo uma revolução em cerca de 100 anos.
Como seria Matusalém?
Sua massa, determinada por seu efeito no pulsar, é de 2,5 ± 1 massas de Júpiter, ou seja, é um gigante gasoso. Aparentemente, seu raio é próximo ao raio de Júpiter, que é o limite natural para planetas gasosos massivos (anãs marrons têm aproximadamente o mesmo raio que o raio da estrela de menor massa sequência principal, conhecido no momento, é apenas 16% maior que o raio de Júpiter). A composição química das estrelas que formam o aglomerado M4 difere daquela do Sol. Estas são estrelas muito antigas e existem cerca de 20 vezes menos elementos pesados nelas do que no Sol. Aparentemente, composição química Matusalém também está fortemente esgotado em elementos pesados; consiste quase inteiramente de hidrogênio e hélio.
Assim, Matusalém gira em torno de uma anã branca e um pulsar de milissegundos. A magnitude aparente (da Terra) da anã branca é +24, que a uma distância de 3800 pc do aglomerado dá a magnitude absoluta desta estrela +11,1. Sua luminosidade é 331 vezes menor que a luminosidade do Sol.
A uma distância de 23 UA sua magnitude aparente será
M = msol + 2,5 lg 331 + 2,5 lg (23*23) = -26,3 + 6,3 + 6,8 = -13,2!
A anã branca no céu de Matusalém será apenas ligeiramente mais brilhante que a lua cheia e aparecerá como uma estrela branco-azulada brilhante. Se não fosse pelo pulsar, Matusalém teria sido imerso na noite eterna.Um pulsar de milissegundos é uma estrela de nêutrons muito antiga, fortemente revirada pela queda de matéria de uma estrela companheira (uma anã branca é o remanescente desta estrela). A acreção terminou há cerca de 480 milhões de anos, e agora a luminosidade do pulsar é relativamente baixa. Pequeno para pulsares, mas comparado com a luminosidade de uma anã branca, é enorme!
De acordo com http://vizier.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR-S?PSR%20B1620-26
o período deste pulsar é 0,011 seg,
desaceleração do período 79 * 10 seg por segundo,
perda de energia 2,3 * 10 erg/s ou 5,75 luminosidades solares.
Ao mesmo tempo, nas imagens profundas de M4, onde a anã branca foi descoberta - o parceiro orbital do pulsar - o próprio pulsar não é. Isso significa que a radiação óptica de um pulsar é pelo menos várias vezes mais fraca que a radiação óptica de uma anã branca. Basicamente, o pulsar perde energia irradiando um vento pulsar - poderosos fluxos de partículas carregadas, principalmente elétrons e pósitrons, formados em sua magnetosfera e acelerados nela a energias relativísticas. Explosões de emissão de rádio são geradas nos fluxos do vento do pulsar e são registradas na Terra. A radiação ultravioleta dura e não térmica de raios X do pulsar também surge lá.
De acordo com http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0109/0109452.pdf
pulsares de milissegundos desacelerando a tal velocidade têm uma luminosidade de raios-X da ordem de 10 erg / seg, ou dezenas de por cento da luminosidade do Sol, apenas na faixa de 2-10 keV (faixa de raios-X). a radiação ocorre tanto na superfície do próprio pulsar quanto em sua magnetosfera.Assumindo radiação isotrópica de um pulsar de milissegundos, a "constante de pulsar" a uma distância de 23 UA a partir dele será de 15,2 W / sq.m. No entanto, é óbvio que a condição de isotropia da radiação neste sistema não é satisfeita. A parte principal da energia é emitida no plano percorrido pelo feixe do pulsar. O plano da órbita de Matusalém está inclinado em um ângulo de 55 graus em relação à linha de visão e não coincide com este plano. Isso significa que na maioria das vezes Matusalém será irradiado por uma anã branca e uma certa fração "constante" (e muito pequena) da radiação do pulsar, e duas vezes durante o período orbital, onde o plano de sua órbita intercepta o plano da radiação do pulsar, ele cairá sob um furioso feixe de pulsar.
Primeiro, vamos calcular o total equilíbrio energético planetas por período orbital. Neste caso, pode-se utilizar o valor médio da "constante pulsar" de 15,2 W/m2. Aparentemente, o albedo do planeta nas regiões distantes do ultravioleta e dos raios X é próximo de zero (os quanta correspondentes não são refletidos, mas são absorvidos pelos átomos no processo de sua ionização). Nesse caso, a temperatura média do planeta para o período será igual a 128K ou -145C (não levado em consideração aqui fontes internas calor, que, talvez, já tenha secado em 12 bilhões de anos). Se alguma parte da energia não for absorvida, mas dissipada, então temperatura média será um pouco menor, na região de 100-110K. Ao mesmo tempo, também não pode ser muito baixo! Matusalém está localizado em um aglomerado globular, e a radiação total das estrelas do aglomerado aquecerá sua atmosfera em até 55-60K.
De acordo com http://vizier.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR-S?PSR%20B1620-26
a temperatura de fundo do céu atrás do pulsar é de 55,5 K, isso é claramente uma consequência da emissão de estrelas M4.
Assim, durante a maior parte do ano, Matusalém é aquecido pela radiação de uma anã branca, a radiação total de estrelas M4 e tem uma temperatura de 60-80K. Nessas temperaturas, o planeta ficará envolto em nuvens claras de metano congelado, que (combinado com a dispersão Rayleigh da luz de uma anã branca em uma atmosfera transparente) lhe dará uma cor azul escura profunda. O azul profundo e as nuvens claras farão com que pareça o planeta Netuno.No entanto, duas vezes durante o período orbital, ou seja, a cada 50 anos, Matusalém cai sob um furioso feixe de pulsar por vários meses. Um fluxo pulsante de elétrons e pósitrons relativísticos, juntamente com a radiação dura (raios-X) do pulsar, cai na atmosfera superior do planeta. A radiação de ondas curtas ioniza os átomos de hidrogênio e hélio da atmosfera superior, formando uma densa ionosfera quente do planeta. Nuvens de metano evaporam e se dissipam. A temperatura da atmosfera sobe várias vezes.
Durante a recombinação, os átomos emitem em linhas, inclusive na região óptica do espectro. O hidrogênio emite nas linhas da série Balmer, a mais poderosa das quais será a linha Nalf (656 nm) na parte vermelha do espectro. O hélio tem algumas linhas na parte óptica do espectro, mas as mais intensas são:
389 nm (violeta) - intensidade relativa 5,
447 nm (azul) - intensidade relativa 2,
502 nm (verde) - intensidade relativa 1,
588 nm (amarelo) - intensidade relativa 5,
668 nm (laranja) - intensidade relativa 1,
707 nm (vermelho) - intensidade relativa 2.
Aparentemente, a radiação total nas linhas de hélio faria com que uma pessoa se sentisse cor branca ou perto dele. Assim, a contribuição do hélio para a coloração do céu de Matusalém é pequena e a cor do céu será determinada pela linha Balmer (alfa) do hidrogênio. A atmosfera superior de Matusalém se iluminará como uma tela de TV, transformando o céu em um rosa fantasmagórico.Matusalém tem um campo magnético? Acho que sim. Seu interior é composto de hidrogênio metálico líquido, semelhante ao interior de Júpiter. O hidrogênio metálico líquido é um excelente condutor. Se o planeta manteve sua rápida rotação por 12 bilhões de anos (e por que não?), Matusalém estará cercado por uma poderosa magnetosfera. Sob a influência da magnetosfera, fluxos de elétrons e pósitrons relativísticos invadirão a atmosfera do planeta apenas na zona dos pólos magnéticos, colorindo o céu com uma aurora brilhante e aquecendo-o precisamente nessas zonas - até centenas (ou talvez até a mil) kelvins. Visto do espaço, o planeta estará envolto em uma névoa rosada de uma ionosfera brilhante com anéis brilhantes ao redor dos pólos magnéticos.
Céu noturno de Matusalém.
M4 é o aglomerado globular mais próximo do Sol. A distância até ele é de 3800 pc, seu diâmetro angular é de cerca de 22', inclui várias centenas de milhares de estrelas (para definitividade, assumiremos que existem 300.000 delas lá). A uma distância de 3800 pc, o diâmetro angular 22` corresponde a 5016000 AU. ou 24,3 peças. Isso dá uma densidade estelar média no aglomerado de 40,4 estrelas por parsec cúbico. No centro do aglomerado (onde Matusalém agora está localizado), a densidade estelar é dez vezes maior. Que seja 1000 estrelas por parsec cúbico. Então a distância média entre as estrelas será de 0,1 pc ou 20 mil UA. No brilhante céu noturno de Matusalém haverá muitas estrelas, a mais brilhante das quais atingirá -6, -7 magnitude (várias vezes mais brilhante que Vênus!) Acontece que o céu noturno de Matusalém não é tão diferente do céu diurno . Claro, uma anã branca - um minúsculo sol local - será visivelmente mais brilhante do que outras estrelas (magnitude aparente -13,2), mas a diferença entre ela e as estrelas noturnas mais brilhantes não será tão grande quanto entre a Lua e o Sol ou entre a Lua e Vênus no céu Terra. Considerando que há muitas estrelas brilhantes e fracas no céu de Matusalém, e há apenas uma anã branca, a iluminação nos lados diurno e noturno do planeta diferirá apenas algumas vezes.Matusalém tem companheiros? Acho que não, pelo menos não os grandes. Formado por matéria pobre em elementos pesados, o planeta pode ter tido luas geladas no início de sua existência. Mas numerosas explosões de supernovas em M4 e a poderosa radiação de um pulsar em acreção há muito evaporaram todo o gelo. Pode ter havido alguns satélites de pedra com um ou duzentos quilômetros de tamanho, mas provavelmente eles também não estão lá.
Nosso planeta "nasceu" em espaço sideral aproximadamente 4,5 bilhões de anos atrás. Por quase todos esses anos, ela foi a portadora da vida. Os cientistas modernos foram capazes de calcular há quantos anos a vida está presente na Terra. Descobriu-se que nosso planeta é habitado há 3,5 bilhões de anos.
Formas de vida primitivas apareceram pela primeira vez na Terra, formadas na água, que então se desenvolveram e floresceram por vários bilhões de anos. Depois que eles evoluíram, mudaram, sofreram mutações até se transformarem no que vemos ao nosso redor (animais, pássaros, pessoas e assim por diante).
Recentemente, os cientistas sugeriram que a vida pode muito bem existir por muito mais do que 3 bilhões de anos. Em 2003, o aparato de pesquisa Hubble apontou seus instrumentos para uma estrela parecida com o sol, após o que fixou um dos planetas mais antigos.
O planeta, descoberto pelo telescópio Hubble em 2003, tinha mais de 13 bilhões de anos. Assim, pode ser chamado de "o mais antigo de todo o universo". Pelo menos, ainda não encontramos objetos espaciais mais antigos. Este planeta surgiu um bilhão de anos após a explosão da superescala, que é muito curta.
O antigo corpo cósmico está localizado no aglomerado M4, localizado a 5,6 mil anos-luz da Terra. Para ser mais preciso, instalou-se na constelação de Sagitário. Talvez neste planeta a vida tenha se formado e se desenvolvido muito antes do que no nosso. Fora isso, talvez ainda esteja lá hoje.
O fato é que próximo a ele existe um pulsar - uma estrela do tipo nêutron altamente magnetizada. Esses objetos emitem radiação destrutiva, que literalmente esteriliza os planetas vizinhos.
Além disso, deve-se notar que o planeta descrito acima foi reconhecido como um "gigante gasoso", o que significa que não há solo sólido nele. Sua massa é duas vezes e meia a massa de Júpiter. Muito alta pressão também é prejudicial para os organismos vivos.
Provavelmente, planeta antigo tem poucos elementos pesados, como carbono e oxigênio. O fato é que esses elementos, segundo nossos cientistas, foram formados muito depois disso. Apesar dos argumentos acima, alguns especialistas continuam acreditando que alguma aparência de vida pode estar presente no planeta mais antigo. Há muito tempo que evoluímos, adaptando-nos às condições do nosso planeta. A vida extraterrestre será completamente diferente, pois durante o desenvolvimento ela se adaptou a outras condições.
O sistema Kepler 444 é conhecido por ser muito mais antigo que o nosso Sistema Solar. Além disso, quando nosso sistema estava apenas começando a se formar, a idade de Kepler 444 já excedia sua idade atual. Existem pelo menos cinco planetas no sistema acima, que podem ser chamados de "exoplanetas" porque são semelhantes em tamanho à Terra.
Os cinco "exoplanetas" do sistema Kepler 444 também podem ser reconhecidos como os planetas mais antigos, pois surgiram quase simultaneamente com o surgimento do próprio sistema - mais de 11 bilhões de anos atrás. A propósito, no centro de Kepler 444 existe uma estrela-mãe que se assemelha ao nosso Sol, mas é muito mais velha que ele. Talvez seja neste sistema planetário que existe vida?
Os astrofísicos têm certeza de que não pode haver vida nos exoplanetas do sistema Kepler 444. Eles acreditam que esses planetas não podem ser adequados para seres vivos, pois giram em torno de seu luminar em apenas dez dias. Assim, pode-se supor que eles estivessem localizados muito próximos de seu luminar, razão pela qual não podem ter água em estado líquido.
O universo é muito diversificado e contém galáxias, estrelas, planetas e muitos outros objetos diferentes. E todos eles têm idade diferente como pessoas. Por exemplo, a idade do sistema solar, do próprio sol e de todos os planetas é a mesma - cerca de 4,5 bilhões de anos, porque foram formados ao mesmo tempo a partir da mesma nuvem de gás e poeira. Mas qual é o planeta mais antigo conhecido? Com certeza existem os mais velhos.
Agora existem milhares de exoplanetas localizados em torno de uma variedade de estrelas. E entre eles há um que é muito antigo, mesmo para os padrões cósmicos. O nome desse fígado longo é Matusalém, ou PSR B1620-26b.
Este planeta está localizado na constelação de Escorpião, inimaginavelmente longe de nós - 12.400 anos-luz de distância. Matusalém - planeta enorme. Sua massa é 2,5 vezes a massa, mas em tamanho é um pouco menor que ela.
Curiosamente, está localizado no famoso aglomerado globular M4. Todas as estrelas neste aglomerado se formaram ao mesmo tempo, cerca de 12,7 bilhões de anos atrás, então a idade do planeta é a mesma. O planeta Matusalém é três vezes mais velho que a nossa Terra! E apareceu quando o próprio Universo ainda era muito jovem!
É assim que o planeta mais antigo Matusalém se parece no programa Space Engine.Então, talvez, apenas uma certa estrela apareceu, que viveu sua vida, explodiu e, depois de outros bilhões de anos, o sistema solar começou a se formar a partir de uma nuvem de gás. E o planeta Matusalém já era velho então!
Mais curioso ainda é o sistema em que “vive” este planeta mais antigo de todos os que conhecemos. O fato é que se trata de um sistema binário, uma das estrelas do qual é uma anã branca, ou seja, uma estrela que há muito completou sua caminho da vida e está no último estágio de sua evolução.
Mas o outro componente do sistema é ainda mais interessante - um pulsar que gira a uma velocidade frenética, 100 rotações por segundo. A distância entre o pulsar e o anão é de apenas 1 unidade astronômica, como da Terra ao Sol.
E agora, a uma distância de 23 unidades astronômicas deste sistema binário, o planeta Matusalém está flutuando em sua órbita, olhando para os restos de seus luminares outrora brilhantes e majestosos. Talvez eles tenham dado vida, mas agora eles dão apenas radiação mortal. Para efeito de comparação, a distância do planeta até eles é quase a mesma do Sol até Urano.
Embora existam hipóteses diferentes. Os pulsares aparecem após a explosão de supernovas, que destroem tudo ao seu redor, inclusive planetas. Então, provavelmente, para Matusalém, a estrela nativa é uma anã branca, e o pulsar se juntou ao sistema mais tarde, acredita-se que isso aconteceu há cerca de 10 bilhões de anos. Além disso, em um aglomerado globular as estrelas estão localizadas muito mais próximas, e a formação de sistemas de vizinhos não surpreenderá ninguém.
A estrela que agora se tornou uma anã branca estrela nativa Matusalém. Quando se transformou em um gigante vermelho e preencheu seu lóbulo Roche, seu material começou a fluir para o pulsar, que começou a girar cada vez mais rápido. Como resultado, tudo acabou com o fato de que o gigante vermelho se tornou instável, derrubou sua substância e encolheu para uma anã branca.
Como você pode ver, muitos cataclismos ocorreram neste sistema antigo e mais são esperados. O fato é que ele está se movendo em direção ao centro do aglomerado globular, e ali a densidade de estrelas é muito alta. Portanto, o sistema sofrerá muita influência gravitacional, talvez entre em outro sistema ou seja destruído. Ou um planeta em uma órbita distante será capturado por outra estrela. Em qualquer caso, claramente não é chato.
Ela já foi apelidada de "Metusalém" - em homenagem ao patriarca bíblico, que viveu 969 anos. Esta é uma idade incrível para uma pessoa, mas 13 bilhões de anos também pareciam uma idade impossível para o planeta. No entanto, graças ao Hubble, tal planeta foi descoberto.
A primeira pergunta que surge quando você lê a frase "13 bilhões de anos" é um erro? Surge porque o aparecimento de qualquer planeta menos de um bilhão de anos após o Big Bang parece absolutamente incrível. Pelo menos em termos da teoria predominante sobre a história e evolução do universo.
Pois esta teoria diz: não havia elementos pesados na primeira geração de estrelas - apenas hidrogênio e um pouco de hélio. Então, como essas estrelas esgotaram seu "combustível" gasoso, elas explodiram e seus restos, espalhando-se em todas as direções, caíram na superfície das estrelas vizinhas (que, no início do Universo, naturalmente, estavam muito mais próximas umas das outras). outro, do que agora). Como resultado de reações fusão termonuclear novos elementos foram formados. Mais pesado.
A idade do sistema solar com seus planetas, incluindo a Terra, é estimada pelos cientistas em cerca de 4,5 bilhões de anos. A maioria dos exoplanetas conhecidos (isto é, planetas encontrados em torno de outras estrelas) têm aproximadamente a mesma idade.
Isso deu aos cientistas uma razão para dizer que este é o limite de tempo para a formação de planetas. Planetas contendo elementos pesados.
Então, como pode ser que o planeta tenha se originado há 13 bilhões de anos, se, de acordo com os dados mais recentes, o próprio universo tem 13,7+/-0,2 bilhões de anos?
Imagem do planeta, feita por artistas da NASA.
Porém, se você pensar bem, teoricamente nada contradiz a possibilidade do aparecimento de tal planeta. A NASA descobriu que as primeiras estrelas começaram a aparecer no universo já 200 milhões de anos após o Big Bang.
Como naquela época as estrelas estavam muito mais próximas umas das outras do que agora, por razões óbvias, a formação de elementos pesados poderia acontecer bastante vivaz ritmo.
Além disso, é preciso ter em mente onde exatamente este planeta está localizado. Estamos falando do aglomerado globular M4, formado principalmente pelos mais antigos, pertencentes à primeira geração de estrelas. Este aglomerado está a 5.600 anos-luz de distância do sistema solar e, para o observador terrestre, está na constelação de Escorpião.
No entanto, sabe-se sobre esses aglomerados que existem muito poucos elementos pesados. Justamente pelo fato de as estrelas que o compõem serem muito antigas.
A propósito, é exatamente por isso que a maioria dos astrônomos não acreditava que os planetas pudessem existir em aglomerados globulares.
Em 1988, o pulsar PSR B1620-26, girando a 100 rotações por segundo, foi descoberto em M4. Logo uma anã branca foi descoberta perto dela e ficou óbvio que o sistema era binário: o pulsar e a anã giravam em torno um do outro com um período de uma vez por ano terrestre. Apenas pelo efeito gravitacional no pulsar, a anã branca foi calculada.
No entanto, mais tarde descobriu-se que outro objeto cósmico afeta o pulsar. Alguém apresentou a ideia de um planeta. Eles acenaram para ele, porque era um aglomerado globular. Mas a polêmica continuou: ao longo da década de 1990, os astrônomos tentaram descobrir o que era. Havia três hipóteses: um planeta, uma anã marrom (isto é, uma estrela quase completamente queimada) ou alguma estrela "comum" muito pequena com uma massa muito pequena.
O problema era que a massa da anã branca também não podia ser determinada.
Hubble veio para o resgate. Os dados obtidos por este telescópio acabaram por permitir calcular a massa e a temperatura exatas da anã branca (bem como a sua cor). Ao descobrir a massa do anão e compará-la com as mudanças nos sinais de rádio vindos do pulsar, os astrônomos calcularam a inclinação de sua órbita em relação à Terra.
E descobrindo a inclinação da órbita da anã branca, os cientistas puderam determinar a inclinação da órbita do suposto planeta e calcular sua massa exata.
Duas massas e meia de Júpiter são muito pequenas para uma estrela e até mesmo para uma anã marrom. Assim, o planeta é a única opção restante.
Os cientistas sugerem que este é um gigante gasoso no qual elementos pesados estão presentes em quantidades muito pequenas - pelas razões indicadas acima.
Foto do aglomerado globular M4 (Messier 4).
Matusalém foi formado perto de uma estrela jovem, semelhante em suas propriedades ao jovem, novamente, o Sol.
De alguma forma, este planeta sobreviveu a tudo o que pôde ser experimentado - tanto a radiação ultravioleta raivosa quanto a radiação de supernovas próximas e as ondas de choque de suas explosões - tudo o que acompanhou os processos de morte do antigo e a formação de novas estrelas no que posteriormente será chamado de aglomerado globular M4.
O planeta e sua estrela em um belo momento se aproximaram do pulsar e ficaram presos nele. Talvez o pulsar tivesse seu próprio satélite antes, que foi lançado no espaço sideral.
A estrela em torno da qual Matusalém gira aumentou com o tempo, transformando-se em uma gigante vermelha e depois encolheu para o estado de uma anã branca, aparentemente acelerando a rotação do pulsar.
Matusalém, por outro lado, continuou a girar constantemente em torno de ambas as estrelas a uma distância aproximadamente igual à distância do Sol a Urano.
O fato da existência de tal planeta diz pelo menos que pode haver muito mais planetas no Universo do que se pensava anteriormente. Por outro lado, Matusalém é supostamente um gigante gasoso. Um planeta mais denso e parecido com a Terra em M4 simplesmente não teria acontecido ... Por outro lado, a teoria argumentava que em aglomerados de estrelas, onde há poucos elementos pesados, não pode haver nenhum planeta.
Parece que a única coisa no universo não pode ser- então é algo impossível.
Muito antes do nascimento do Sol e da Terra, um planeta gigante nasceu perto de um dos luminares semelhantes ao Sol da nossa Galáxia. 13 bilhões de anos depois desses eventos, o Telescópio Espacial Hubble conseguiu medir com precisão a massa desse antigo exoplaneta – e também o mais distante de nós conhecido hoje. A história dela é incrível. O planeta foi levado a um lugar extremamente hostil e pouco hospitaleiro: gira em torno de um sistema binário incomum, cujos componentes são estrelas queimadas que há muito completaram sua fase evolutiva ativa. Além disso, o próprio sistema está localizado no núcleo densamente povoado de um aglomerado estelar globular.
Arroz. 1. 5600 anos-luz nos separam do aglomerado globular M4 e, portanto, do planeta encontrado. Coordenadas galácticas do aglomerado L=351° b=+16°. Está em algum lugar acima do braço de Sagitário - o braço interno da Via Láctea em relação ao nosso.
Os novos dados obtidos pelo Hubble encerram uma década de acalorados debates e hipóteses sobre a verdadeira natureza desta mundo antigo, que contorna majestosa e vagarosamente o incomum sistema binário em uma ampla órbita, fazendo uma revolução em um século inteiro. O planeta acabou sendo 2,5 vezes mais pesado que Júpiter. Sua própria existência serve como evidência eloqüente de que o nascimento dos primeiros planetas começou no Universo logo após seu nascimento - já no primeiro bilhão de anos após o Big Bang. Esta descoberta está levando os astrônomos à conclusão de que os planetas podem ser muito comuns no espaço.
Agora, este planeta está localizado quase no centro do antigo aglomerado globular M4, que vemos no céu de verão na constelação de Escorpião, a uma distância de 5600 anos-luz da Terra. Como se sabe, os aglomerados globulares são muito pobres em elementos pesados em comparação com sistema solar, pois se formaram no Universo muito cedo - numa época em que elementos mais pesados que o hélio ainda não tiveram tempo de "cozinhar" nas "caldeiras nucleares" das estrelas. Por esse motivo, alguns astrônomos até tendiam a pensar que os aglomerados globulares podem não ter planetas. Você provavelmente se lembra de que argumento de peso a favor desse ponto de vista pessimista foi o experimento único realizado em 1999 com a ajuda do Hubble, durante o qual os astrônomos procuravam por "Júpiteres quentes" no aglomerado globular 47 Tucanae e não encontraram nenhum deles. eles lá! A descoberta atual do Hubble sugere que em 1999 os astrônomos aparentemente estavam apenas procurando no lugar errado, e que planetas gasosos gigantes em órbitas mais distantes podem ser bastante numerosos mesmo em aglomerados globulares.
Diz Steinn Sigurdson, da Universidade Estadual da Pensilvânia: "Nosso resultado é um forte argumento de que o processo de formação planetária é muito pouco exigente e gerencia com sucesso até mesmo uma pequena quantidade de elementos pesados. Isso significa que começou no Universo muito cedo."
"Possível abundância de planetas em aglomerados globulares em o mais alto grau reconfortante", acrescenta Harvey Riche, da University of British Columbia. Falando em abundância possível, Harvey, é claro, conta com o fato de que o planeta foi descoberto não apenas em qualquer lugar, mas em um lugar tão terrível à primeira vista quanto a órbita em torno de um estrela binária que consiste em uma anã branca de hélio e... uma estrela de nêutrons em rápida rotação! .
A história da descoberta deste planeta começou há 15 anos, em 1988, quando um pulsar foi descoberto no aglomerado globular M4, que recebeu a designação PSR B1620-26. Era um pulsar muito rápido - uma estrela de nêutrons girava quase 100 vezes por segundo, emitindo pulsos estritamente periódicos na faixa de rádio. Quase imediatamente após a descoberta, um companheiro foi encontrado perto do pulsar - uma anã branca, que provou ser uma violação periódica da precisão do "tique-taque" do pulsar. Ele conseguiu virar uma estrela de nêutrons em apenas seis meses (mais precisamente, em 191 dias). Algum tempo depois, os astrônomos notaram que, mesmo levando em conta a influência da anã branca, o pulsar apresentava algum tipo de problema com a precisão do curso. Assim, descobriu-se a existência de um terceiro companheiro, que orbita a alguma distância deste par incomum. Podia ser um planeta, mas a opção de uma anã marrom, ou mesmo de uma estrela de pouca massa, não foi descartada (tudo dependia do ângulo de inclinação da órbita do terceiro companheiro em relação à linha de visão, que era desconhecida). Isso causou um debate acalorado sobre a natureza do misterioso terceiro companheiro no sistema pulsar PSR B1620-26, que não diminuiu ao longo dos anos 90 do século passado.
Arroz. 2.Neste pequeno fragmento da região circunnuclear do aglomerado globular M4, a posição do pulsar PSR B1620-26, invisível na faixa óptica, conhecida por observações de rádio, é marcada com um círculo. Apenas duas estrelas caíram neste campo: uma estrela avermelhada da sequência principal com uma massa de cerca de 0,45 Ms situada em sua borda e uma estrela definitivamente azul com uma magnitude de cerca de 24 m, que acabou por ser uma anã branca - uma companheira do pulsar.
Sigurdson, Riche e os outros co-autores da descoberta finalmente conseguiram resolver essa disputa fazendo medições da verdadeira massa do planeta de uma maneira muito engenhosa. Eles tiraram as melhores imagens do Hubble de meados dos anos 90, tiradas para estudar as anãs brancas em M4. Neles, eles conseguiram encontrar a mesma anã branca que gira em torno do pulsar PSR B1620-26 e avaliar sua cor e temperatura. Usando modelos evolutivos calculados por Brad Hansen, da Universidade da Califórnia, eles estimaram a massa da anã branca (0,34 ± 0,04 Ms). Ao compará-lo com as batidas observadas nos sinais periódicos do pulsar, eles calcularam a inclinação da órbita da anã branca em relação à linha de visão. Juntamente com dados de rádio precisos sobre distúrbios gravitacionais no movimento de uma anã branca e uma estrela de nêutrons ao longo da órbita interna, isso tornou possível limitar a faixa de valores possíveis do ângulo de inclinação da órbita externa do terceiro companheiro e, assim, estabelecer sua verdadeira massa. Total 2,5±1 Mu! O objeto acabou sendo muito pequeno para ser não apenas uma estrela, mas até mesmo uma anã marrom. Então o planeta!
Ela tem 13 bilhões de anos atrás dela. Esta, você vê, é uma idade respeitável. Em sua juventude, ela deve ter girado em torno de seu jovem sol amarelo em uma órbita semelhante à de Júpiter. Ele sobreviveu à era da radiação ultravioleta escaldante, das explosões de supernovas e das ondas de choque que elas causam, que varreram furiosamente o jovem aglomerado globular em um tornado de fogo nos dias de sua formação - durante o período de rápida formação estelar. Na época em que os primeiros organismos multicelulares apareceram na Terra, o planeta e sua estrela-mãe flutuaram no meio da região circunnuclear M4. Aparentemente, em algum lugar por aqui eles chegaram muito perto do velho, velho pulsar, que restou após a explosão de alguma supernova dos primeiros dias do aglomerado e que também tinha sua própria companheira. Durante a aproximação, ocorreu uma manobra gravitacional (uma troca de energia mecânica), com a qual o pulsar perdeu para sempre seu par, mas capturou nossa estrela junto com seu planeta em sua órbita. E assim nasceu esta trindade incomum, recebendo um impulso de recuo tangível na nova configuração, que os levou às partes externas menos povoadas do aglomerado. Logo, à medida que envelheceu, a estrela-mãe do planeta se transformou em uma gigante vermelha e, tendo preenchido seu lóbulo Roche, começou a despejar matéria no pulsar. Junto com ele, um momento rotacional foi transmitido ao pulsar, que voltou a girar a estrela de nêutrons que havia se acalmado a um nível muito alta velocidade, transformando-o em um chamado pulsar de milissegundos. E o planeta, enquanto isso, continuou sua corrida lenta em órbita a uma distância de cerca de 23 unidades astronômicas deste par acasalado (aproximadamente a órbita de Urano).
O que é ela? Muito provavelmente, este é um gigante gasoso sem superfície sólida, como a Terra. Surgindo muito cedo na história do universo, parece ser quase desprovido de elementos como carbono e oxigênio. Por esta razão, é muito improvável que alguma vez tenha (ou tenha) vida. Mesmo que a vida surgisse, por exemplo, em algum lugar de uma de suas luas sólidas, dificilmente teria sobrevivido aos mais poderosos flashes de raios X que acompanharam a época da rotação dos pulsares, quando fluxos de gás de aquecimento fluíram da gigante vermelha para a estrela de nêutrons. . Por mais triste que pareça, é difícil imaginar que alguma civilização tenha se tornado testemunha e cúmplice da longa e dramática história deste planeta, que começou quase ao mesmo tempo que o próprio tempo.
tradução:
A.I. Dyachenko, colunista da revista "Stargazer"
1). O termo exoplaneta apareceu na astronomia muito recentemente, no final do século XX. Eles são chamados de planetas descobertos perto de outras estrelas fora do sistema solar. (
