Los planetas púlsar son extremadamente raros.

Hace treinta años, los astrónomos descubrieron los primeros exoplanetas, un trío de pequeños planetas rocosos que orbitaban alrededor de una estrella muerta que actuaba como un faro cósmico. Un nuevo estudio de cientos de estas balizas, o púlsares, ha revelado que la existencia de estos planetas es la excepción y no la regla. Es probable que menos del 0,5% de los púlsares alberguen exoplanetas del tamaño de la Tierra o más grandes, lo que aumenta el misterio de cómo existen los planetas en estos sistemas.

“Una de las principales cosas sobre los planetas púlsar es que realmente no sabemos cómo hacer que un planeta gire alrededor de un púlsar”, dijo Iuliana Nițu, estudiante de doctorado en la Universidad de Manchester en el Reino Unido e investigadora principal del nuevo investigación. “Es circular: tienes que estudiar la población para aprender más sobre tus modelos y restringirlos, lo que te dará más información sobre las poblaciones”.

planetas de los muertos

Un púlsar nace cuando muere una estrella masiva. La estrella llega al final de su vida de fusión atómica, se convierte en supernova y deja atrás una pequeña bola densa de neutrones que gira mil veces por segundo. La estrella de neutrones continúa irradiando energía a través de rayos energéticos, y si la estrella está orientada correctamente, uno de estos rayos barrerá nuestro campo de visión en la Tierra y parecerá “pulsar” a intervalos regulares (vea el video a continuación).

Si otro objeto, una estrella de neutrones, una enana blanca, un agujero negro o, en casos raros, un planeta, orbita alrededor del púlsar, la atracción gravitatoria del objeto puede alterar sutilmente el momento de la pulsación. Los tres planetas de masa terrestre alrededor PSR B1257+12 y los otros cinco planetas púlsar desde que se descubrieron se encontraron a través de variaciones en el tiempo de púlsar que indujeron.

Los astrónomos quieren saber cómo estos planetas pueden sobrevivir a la muertes violentas de sus estrellas para empezar, luego continúan orbitando los restos de las estrellas. “El descubrimiento del primer planeta púlsar y el primer exoplaneta, alrededor del púlsar de milisegundos B1257+12, ha provocado una investigación realmente interesante sobre la evolución del sistema solar y cuántos planetas pueden levantarse y permanecer”, dijo el púlsar. astrónomo. mateo kerr del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. en Washington, DC Kerr no participó en esta investigación.

Los planetas podrían haber estado allí antes de la supernova y sobrevivir, podrían haberse formado a partir de escombros después, o podrían haber sido capturados mientras deambulaban. La única forma de reducir las opciones, explicó Nițu, es encontrar más planetas púlsares y ver si tienen algo en común que pueda indicar cómo se formaron. “Realmente no ha habido ninguna investigación imparcial y significativa hasta ahora”, dijo.

Para iniciar la investigación, el equipo utilizó observaciones de archivo del Observatorio de Jodrell Bank en el Reino Unido y analizó la regularidad temporal de casi 800 púlsares. Después de buscar variaciones de tiempo de objetos con una amplia gama de masas y en una amplia gama de órbitas, su algoritmo informático informó solo 15 púlsares con tiempo irregular, la mayoría de los cuales se sabía que eran irregulares por razones no relacionadas con el planeta.

Los investigadores descubrieron un púlsar, PSR B0144+59, con variaciones temporales que podrían ser compatibles con un exoplaneta pero necesitaría observaciones de seguimiento para confirmar. Según sus resultados, calcularon que es probable que menos del 0,5% de los púlsares alberguen exoplanetas de 4 o más masas terrestres, pero que los planetas de masa lunar aún podrían ser posibles pero indetectables. (Por el contrario, es probable que las estrellas similares al Sol tengan al menos un planetaen promedio.) El equipo publicado sus resultados en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society en marzo y presente en la Reunión Astronómica Nacional 2022 de la Royal Astronomical Society en julio.

resucitado de las cenizas

A pesar de su regularidad, los pulsos de un púlsar pueden ser bastante ruidosos e imitar variaciones en el tiempo que en realidad no existen. “Es una especie de llave inglesa en proceso”, dijo Nițu, “porque, ¿cómo se nota la diferencia entre los púlsares que hacen algo extraño y algo que orbita alrededor del púlsar?”

A pesar de estos desafíos, esta es la encuesta de sincronización de púlsares más grande hasta la fecha, y “Creo que el trabajo y los resultados son sólidos”, dijo Kerr. “En particular, porque [the researchers’] la muestra es grande y el tipo de púlsar es variado, creo que es razonable tratar sus resultados como representativos de la población “verdadera” de púlsares y, por lo tanto, concluir con seguridad que los planetas con masa terrestre alrededor de los púlsares son bastante raros, y los planetas de la masa de Júpiter están fuertemente descartados.

Según Kerr, algunas investigaciones recientes sobre supernovas han sugerido que los discos de escombros rocosos y polvorientos podrían durar lo suficiente como para que se forme un nuevo conjunto de planetas a partir de las cenizas de estrellas muertas. Esto podría ayudar a explicar una preferencia por planetas púlsar más pequeños. “Identificar planetas a partir de tales discos de escombros es una forma interesante de restringir estos modelos… Y creo que una vez algunos de los nuevos telescopios—CARILLÓN, Suricata, RÁPIDOtodos los cuales tienen una sensibilidad excelente: comience a acumular grandes conjuntos de datos, estaremos en un excelente lugar para encontrar planetas, incluso si son raros.

—Kimberly MS Cartier (@AstroKimCartier), escritor personal

Cotizar: Cartier, KMS (2022), Los planetas Pulsar son extremadamente raros, eos, 103, https://doi.org/10.1029/2022EO220389. Publicado el 16 de agosto de 2022.

Texto © 2022. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
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