Ahli astrofizik di Universiti Leiden (Belanda) Michel Kama dan Alessandro Patruno membuktikan bahawa planet yang sesuai untuk hidup boleh wujud di sekitar bintang neutron. Oleh itu, dengan adanya keadaan tertentu, PSR B1257 + 12 d dan PSR B1257 + 12 c yang super-bumi, yang menerima nama Fobetor dan Poltergeist, berada di zon yang dapat dihuni bintang PSR B1257 + 12, yang disebut Lich. Kajian mengenai topik ini diterbitkan oleh penulis dalam salah satu penerbitan khusus.
Pada masa ini, saintis mengetahui sekitar tiga ribu bintang neutron, tetapi hanya dua daripadanya yang mempunyai sistem planet, dan ada juga yang mempunyai sistem sedemikian. Harus diingat bahawa eksoplanet pertama ditemui tepat di dekat bintang neutron. Ia berlaku pada tahun 1991. Penemuan itu dibuat oleh ahli astronomi radio Poland-Amerika A. Wolschan, yang menemui dua eksoplanet berhampiran PSR B1257 + 12 - Fobetor dan Poltergeist. Setiap dari mereka kira-kira empat kali lebih berat daripada planet kita. Setahun kemudian, penemuan ini disahkan oleh ahli astronomi Kanada Dale Frail.
Setelah beberapa waktu, eksoplanet lain, PSR B1257 + 12 b, ditemui di sana, yang ternyata 50 kali lebih ringan dari Bumi. Ia terletak sangat dekat dengan bintang neutron, jadi keadaan di atasnya tidak sesuai walaupun untuk kehidupan yang paling melampau. Bagi Poltergeist, eksoplanet ini 4,3 kali lebih berat daripada Bumi, di permukaannya suhunya mencapai 51-652 Kelvin. Planet ini berputar di sekitar pulsar pada jarak 0.36 unit astronomi dengan jangka masa 66 hari. Exoplanet kedua, Phobetor, lebih jauh dari pulsar dan sedikit lebih berat daripada Poltergeist.
Bintang PSR B1257 + 12 itu sendiri terletak di buruj Virgo, pada jarak 2.3 ribu tahun cahaya dari planet kita. Ia kira-kira 1.4 kali lebih berat daripada Matahari, tetapi kira-kira 125 trilion kali lebih kecil dari itu (radius pulsar hanya 10 kilometer). Ahli astronomi menganggarkan usia PSR B1257 + 12 sekitar satu bilion tahun, iaitu, pulsar empat kali lebih muda daripada Matahari. Bintang berputar dengan jangka masa 0,06 saat, sinar-X berkuasa tinggi terpancar darinya ke ruang sekitarnya. Sebelumnya difikirkan bahawa kehidupan di dua eksoplanet ini tidak mungkin dilakukan, tetapi Patruno dan Kama dapat membuktikan bahawa ini tidak berlaku.
Pembentukan bintang neutron berlaku akibat letupan supernova, setelah itu terdapat cukup banyak zat di orbit untuk membentuk cakera protoplanet. Sebagai tambahan kepada pulsar PSR B1257 + 12, eksoplanet juga ditemui di sekitar PSR J1719-1438. Satelit yang kaya dengan karbon PSR J1719-1438 b sebelumnya mungkin kerdil putih. Para saintis juga mengakui bahawa tali pinggang asteroid mungkin wujud berhampiran PSR J1937 + 21. Sebagai tambahan, saintis mentafsirkan beberapa fenomena astronomi, khususnya pecah sinar gamma GRB 101225A, sebagai pelanggaran bintang neutron dan asteroid atau komet.
Penyelidik secara tradisional telah mengenal pasti tiga jenis planet yang mungkin berada di dekat bintang neutron. Jenis pertama merangkumi planet biasa, yang merupakan hasil sampingan dari pembentukan bintang dan yang terbentuk bahkan sebelum letupan supernova dan kemunculan bintang neutron itu sendiri. Jenis kedua merangkumi planet-planet yang terbentuk dari benda yang tersisa setelah letupan supernova berhampiran bintang neutron. Planet jenis ketiga adalah planet yang terbentuk dari satelit satelit neutron yang musnah (contohnya, PSR J1719-1438 b). Jenis ini khas untuk satelit bintang milisaat, khususnya, untuk PSR B1257 + 12 dan PSR J1719-1438.
Para saintis membuat spekulasi bahawa planet di sekitar bintang neutron adalah pengecualian daripada peraturan. Sinaran gamma dan sinar-X yang bertenaga tinggi, serta yang disebut angin pulsar, dapat menghancurkan objek apa pun dalam jangka waktu dari satu juta hingga satu miliar tahun. Pada masa yang sama, badan cakerawala yang agak kecil, yang cukup jauh dari bintang, berpeluang untuk mengekalkan orbit yang stabil untuk waktu yang lama. Atas sebab ini, walaupun jumlah pulsar dengan planet yang agak kecil, disebabkan oleh banyaknya bintang neutron itu sendiri (sekitar satu bilion) di dalam Bima Sakti, jumlah sistem planet di sekitarnya mencapai 10 juta.
Sistem planet berhampiran pulsar tidak semestinya serupa dengan sistem yang dijumpai berhampiran bintang urutan utama. Jadi, sebagai contoh, kebiasaan planet biasanya ditakrifkan oleh istilah seperti suhu permukaan keseimbangan, tenaga terpancar yang diberikan dari bintang inang. Tenaga ini dikira pada perkiraan pertama sebagai radiasi badan hitam mencapai maksimum dalam jarak optik, inframerah atau ultraviolet. Dalam kes ini, zon yang boleh dihuni khas dikenal pasti pada jarak antara beberapa bahagian hingga unit astronomi.
Video promosi:
Zon yang dapat dihuni, yang ukurannya jauh lebih kecil daripada dekat bintang-bintang dari urutan utama, dikira untuk kerdil putih (Matahari akan berubah menjadi objek semacam ini dalam 8 miliar tahun). Apabila dalam 3 miliar tahun bintang menyejuk hingga suhu sekitar 10 ribu kelvin, lokasi zon yang dapat dihuni akan berada pada jarak 0,005-0,02 unit astronomi. Ketika datang ke bintang-bintang neutron, radiasi badan hitam terang sesuai dengan sinar-X, ketika banyak zarah pengion bertenaga tinggi diperhatikan. Pada masa yang sama, sinaran ultraviolet, optik dan inframerah hampir tidak ada.
Penulis kajian menggunakan perisian khas yang menganalisis foto sistem PSR B1257 + 12, yang diperoleh pada 3 Mei 2007 menggunakan teleskop ruang sinar-X Chandra. Di samping itu, mereka menggunakan data pemerhatian dari 22 Mei 2005 untuk membandingkan penemuan mereka dengan yang dilakukan oleh saintis lain. Menurut anggaran awal, suhu permukaan pulsar mencapai 1.1 juta Kelvin, dan di dekatnya, pada jarak pecahan unit astronomi, cakera debu mungkin ada.
Untuk kemungkinan hidup di Phobetor dan Poltergeist, bahaya utama dan pada masa yang sama, sumber haba utama boleh menjadi sinar-X, yang dapat memprovokasi pemanasan atmosfera planet yang ketara. Sinar-X gamma dan keras menembusi atmosfera lebih dalam daripada sinar-X lembut dan sinaran ultraviolet. Namun, sekiranya sampul gas luas, radiasi berbahaya tidak dapat sampai ke permukaan planet.
Menurut andaian Kama dan Patruno, planet yang mengorbit pulsar terpencil harus berkembang seperti benda langit yang mengorbit bintang urutan utama, yang memancarkan sinar-X yang kuat pada awal evolusi mereka. Di planet kita, sinar-X tersekat dengan cepat oleh termosfera, di mana gas terion ketika berinteraksi dengan sinar ultraviolet dan sinar-X. Lapisan ini mempunyai suhu yang cukup tinggi, iaitu ratusan - ribuan Kelvin. Pada masa yang sama, lapisan ini tidak berkesan sebagai sumber haba kerana ia jarang berlaku.
Menurut tesis yang diterima umum, zon yang dapat dihuni adalah kawasan di sekitar bintang di mana planet seperti Bumi (iaitu planet yang mempunyai atmosfer karbon dioksida, nitrogen, dan air) dapat memiliki jumlah air cair yang cukup di permukaannya. Selalunya keadaan yang diperlukan tetapi tidak mencukupi untuk kebiasaan planet ini, para saintis percaya bahawa penunjuk suhu keseimbangannya tidak jatuh di bawah 270 kelvin. Kama dan Patruno mengira zon yang dapat dihuni di sekitar pulsar PSR B1257 + 12 menggunakan anggaran radiasi yang mencapai Phobetor dan Poltergeist, dengan hipotesis bahawa suhu keseimbangan kedua-dua Bumi super adalah 175-275 Kelvin.
Ini sangat mungkin, kerana atmosfer planet besar mempunyai kecerunan suhu yang lebih tinggi daripada di Bumi, atmosferanya cukup homogen. Berdasarkan ini, para penyelidik menyimpulkan bahawa jika sinar-X adalah sumber tenaga utama bagi planet-planet tersebut, maka ketiga-tiga planet sistem PSR B1257 + 12 tidak sesuai untuk hidup, kerana terlalu sejuk di sana. Tetapi jika kita mengambil kira radiasi gamma yang berlaku disebabkan oleh angin pulsar di atmosfer planet, maka sempadan zon yang dapat dihuni dialihkan dengan jarak 2-5 unit astronomi.
Di antara dua senario yang mungkin berlaku, terdapat ruang parameter di mana Fobetor dan Poltergeist jatuh ke zon yang dapat dihuni. Di samping itu, penulis kajian membuktikan bahawa planet paling kuno yang diketahui manusia - PSR B1620-26 - walaupun dalam kes yang paling optimis, tidak dapat dihuni. Mengenai pulsar PSR J1719-1438, para saintis saat ini memiliki terlalu sedikit data mengenai radiasi sinar-X, jadi tidak ada kesimpulan yang pasti. Menurut saintis, cahaya sinar-X sebahagian besar pulsar terpencil dengan aliran bahan menjadi pendamping ke bintang neutron (yang disebut kenaikan Bondi-Hoyle) jauh lebih tinggi daripada PSR B1257 + 12, yang tidak tipikal dalam pengertian ini.
Dengan kata lain, untuk planet seperti Bumi, zon yang dapat dihuni di sekitar bintang neutron wujud untuk waktu yang agak singkat. Dan untuk kawasan super dengan suasana yang padat, zon yang dapat dihuni berlangsung lebih lama. Para saintis mengira bahawa jika planet kita adalah 1-10 unit astronomi dari PSR B1257 + 12, sementara jika atmosfernya menyumbang kira-kira satu peratus jisim seluruh planet, maka Bumi akan kehilangan cengkerang gasnya sekitar 10 juta tahun. Dalam keadaan yang sama, Bumi super dengan atmosfer tebal akan kehilangan sampul gas mereka dalam masa sekitar satu trilion tahun.
Seperti yang diketahui oleh para penyelidik, bahaya terbesar di atmosfera bukanlah sinar-X, tetapi angin pulsar. Mereka bertindak pada masa tertentu - ada sejenis garis kematian yang menentukan saat bintang neutron berhenti menghasilkan angin. Pada pulsar muda, ini berlaku dalam kira-kira sejuta tahun, dan pada bintang milisaat, berbilion tahun. Namun, menurut para saintis, ini menghilangkan sumber tenaga planet ini, akibatnya suhunya turun dengan mendadak, dan kemungkinan menentukan zon yang dapat dihuni dikecualikan. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, pertambahan Bondi-Hoyle tetap, yang dapat menghasilkan sinaran sinar-X yang cukup, sehingga memanaskan planet ini. Di samping itu, suhu dapat dikekalkan dengan pemanasan pasang surut.
Sekiranya paksi putaran bintang neutron dan paksi magnet sangat menyimpang, angin pulsar mungkin tidak sampai ke permukaan planet sama sekali. Di satah khatulistiwa, di mana planet sering berada, tidak ada angin pulsar, hanya ada sinaran sinar-X. Para saintis untuk kes seperti itu mengira bahawa atmosfer Phobetor dan Poltergeist selama lebih dari 850 juta tahun telah kehilangan kira-kira 0.0005 jisim Bumi, iaitu kira-kira 0.0001 jisimnya sendiri. Ini sangat kecil, terutamanya jika suasana PSR B1257 + 12 d dan PSR B1257 + 12 c menyumbang, menurut anggapan yang diterima umum, kira-kira satu peratus jisim planet.
Kajian ini tidak memberi peluang untuk membuat kesimpulan yang jelas bahawa Bumi super dekat PSR B1257 + 12 berada dalam zon yang dapat dihuni. Pada masa ini, penentuannya mustahil untuk pulsar, termasuk bintang neutron PSR B1257 + 12. Pada masa yang sama, kajian menunjukkan bahawa jika Phobetor dan Poltergeist mempunyai atmosfer yang kuat dan padat, maka secara teori planet-planet ini dapat cocok untuk kehidupan.
