Konstnärsintryck av pulsar-planetsystemet PSR B1257+12 upptäckt 1992. Pulsaren och de tre strålningsdöda planeterna är allt som finns kvar av ett dött stjärnsystem. Kredit:NASA/JPL-Caltech
De första exoplaneterna någonsin upptäcktes för 30 år sedan runt en snabbt roterande stjärna, kallad en pulsar. Nu har astronomer avslöjat att dessa planeter kan vara otroligt sällsynta. Det nya verket kommer att presenteras i morgon (tisdag 12 juli) vid National Astronomy Meeting (NAM 2022) av Iuliana Nițu, en Ph.D. student vid University of Manchester.
De processer som får planeter att bildas och överleva runt pulsarer är för närvarande okända. En undersökning av 800 pulsarer som följts av Jodrell Bank-observatoriet under de senaste 50 åren har visat att detta första upptäckta exoplanetsystem kan vara utomordentligt ovanligt:mindre än 0,5 % av alla kända pulsarer kan vara värd för planeter med jordmassa.
Pulsarer är en typ av neutronstjärna, de tätaste stjärnorna i universum, födda under kraftiga explosioner i slutet av en typisk stjärnas liv. De är exceptionellt stabila, roterar snabbt och har otroligt starka magnetfält. Pulsarer sänder ut strålar av ljus radioemission från sina magnetiska poler som verkar pulsera när stjärnan roterar.
"[Pulsars] producerar signaler som sveper över jorden varje gång de roterar, på samma sätt som en kosmisk fyr", säger Nițu. "Dessa signaler kan sedan fångas upp av radioteleskop och förvandlas till en massa fantastisk vetenskap."
1992 upptäcktes de första exoplaneterna någonsin som kretsade kring en pulsar som heter PSR B1257+12. Planetsystemet är nu känt för att vara värd för minst tre planeter som i massa liknar stenplaneterna i vårt solsystem. Sedan dess har en handfull pulsarer hittats som värd för planeter. Men de extremt våldsamma förhållandena kring pulsarers födelse och liv gör "normal" planetbildning osannolik, och många av dessa upptäckta planeter är exotiska objekt (som planeter som mestadels är gjorda av diamant) till skillnad från de vi känner i vårt solsystem.
Ett team av astronomer vid University of Manchester utförde den största sökningen efter planeter som kretsar kring pulsarer hittills. I synnerhet letade teamet efter signaler som indikerar närvaron av planetariska följeslagare med massor upp till 100 gånger jordens, och omloppsperioder mellan 20 dagar och 17 år. Av de 10 potentiella upptäckterna är det mest lovande systemet PSR J2007+3120 med möjligheten att hysa minst två planeter, med massor några gånger större än jorden, och omloppsperioder på 1,9 och ~3,6 år.
Resultaten av arbetet indikerar ingen bias för speciella planetmassor eller omloppsperioder i pulsarsystem. Men resultaten ger information om formen på dessa planeters banor:i motsats till de nästan cirkulära banorna som finns i vårt solsystem, skulle dessa planeter kretsa runt sina stjärnor på mycket elliptiska banor. Detta indikerar att bildningsprocessen för pulsar-planetsystem är mycket annorlunda än traditionella stjärnplanetsystem.
Nițu diskuterar motivationen för sin forskning och säger:"Pulsarer är otroligt intressanta och exotiska objekt. För exakt 30 år sedan upptäcktes de första extrasolplaneterna runt en pulsar, men vi har ännu inte förstår hur dessa planeter kan bildas och överleva i så extrema förhållanden. Att ta reda på hur vanliga dessa är och hur de ser ut är ett avgörande steg mot detta." + Utforska vidare