Введение
В мире астрономии существует множество загадок, которые продолжают интриговать ученых. Одной из таких загадок являются экзотические троянцы, о которых все чаще говорят в контексте экзопланет. В этой статье мы рассмотрим, как астрономы пытаются обнаружить эти объекты в экстремальных системах пульсаров.
Что такое троянцы?
Термин «троянцы» происходит из греческой мифологии и относится к астероидам, находящимся в равновесии на орбите Юпитера. Эти объекты делят свою орбиту с планетой, располагаясь в точках, называемых точками Лагранжа (L4 и L5), на 60 градусов впереди и позади планеты.
Хотя наиболее известные троянцы находятся вокруг Юпитера, астрономы предполагают, что подобные объекты могут существовать и вокруг других звезд, что и побудило исследовательскую инициативу TROY. Однако поиски экзотических троянцев пока не увенчались успехом.
Изучение систем пульсаров
Недавняя статья, опубликованная в The Astrophysical Journal Джексона Тейлора из Университета Западной Вирджинии и его коллег, взяла новый курс на поиски экзотических троянцев в экстремальных условиях, таких как бинарные системы пульсаров. Пульсары — это быстро вращающиеся нейтронные звезды, излучающие мощные радиоволны.
Одним из интереснейших объектов для исследования являются так называемые «черные вдовы» — пульсары, которые поглощают свои компаньоны. Эти системы состоят из очень массивного пульсара и значительно меньшей звезды-компаньона, которая, как правило, составляет лишь 1% от массы Солнца. Интенсивная радиация пульсара постепенно разрушает его спутник, что и дало начало этому меткому прозвищу.
Трудности обнаружения экзотических троянцев
Хотя на первый взгляд может показаться, что условия в системах «черных вдов» не подходят для поиска экзотических троянцев, на самом деле это не так. Низкая масса компаньона делает возможным нахождение устойчивых орбит для экзотических объектов.
Однако астрономам сложно непосредственно наблюдать экзотические экзопланеты в таких системах. Традиционные методы обнаружения экзопланет, которые основаны на наблюдении гравитационного воздействия планеты на свою звезду, не работают из-за присутствия компаньона, который создает собственное гравитационное поле.
Методы исследования
Чтобы обойти эти трудности, команда Тейлора применяла два различных метода обнаружения экзотических троянцев. Первый метод включал в себя сравнение оптических кривых и радиоданных для бинарной системы PSR J1641+8049. При этом учёные наблюдали за пиками оптического света, когда нагретая сторона компаньона обращена к Земле, и сопоставляли их с радиопульсацией системы.
Второй метод использовал 15-летний набор данных NANOGrav, который отслеживает время прихода радиопульсов (TOAs). Если бы в системе существовал троянец, он бы вызывал изменения в центре масс системы, что, в свою очередь, вызывало бы небольшие колебания во времени прихода радиосигналов на Землю.
Результаты исследования
Несмотря на использование двух методов на девяти системах, исследователи не смогли с уверенностью заявить о наличии экзотических троянцев. Два из систем из набора данных NANOGrav показали ложноположительные сигналы, вероятно, из-за случайного шума или ограничений отслеживания транзитов.
В остальных семи системах не были обнаружены объекты, даже с массой Земли, за исключением системы, где проводилось оптическое наблюдение, которая могла бы предполагать существование троянца не более 8 масс Юпитера.
Заключение
Хотя поиски экзотических троянцев в системах пульсаров пока не принесли результатов, это не значит, что такие объекты не существуют. Учитывая их распространенность в нашей Солнечной системе, было бы преждевременно полностью исключать их существование в других звездных системах. Исследования продолжаются, и, возможно, в будущем астрономы все же найдут долгожданные экзотические троянцы.
