Группа астрофизиков, используя данные телескопа Ловелла в Британии, а также телескопа, установленного в обсерватории Кека на Гавайях, обнаружила в созвездии Змеи пульсар, поглотивший звезду-компаньона, оставив от нее только ядро. Но самое удивительное, что это ядро представляет собой алмаз массой с планету Юпитер! Как же это получилось?

Пульсары относятся к нейтронным звездам, возникающим после взрывов сверхновых. В их составе, как правило, преобладают ядра железа и никеля. Хотя размер этих тел очень мал – где-то 20-30 километров в диаметре, их плотность чрезвычайно высока, она в несколько раз выше плотности атомного ядра. Поэтому протоны и электроны, из которых состоит объект, образно выражаясь, "слипаются" между собой, образуя нейтроны. Пульсары, являясь нейтронными звездами, обладают также свойством испускать узкие пучки радиоволн, идущих от полюсов. Для "новорожденных" пульсаров характерно очень быстрое вращение, однако со временем оно замедляется, так как пульсар расходует на излучение собственную энергию.

Первый пульсар, которому присвоили название LGM-1, был открыт в июне 1967 года на меридианном радиотелескопе Маллардской радиоастрономической обсерватории Кембриджского университета. До конца 1968 года было обнаружено еще 58 подобных объектов. На сегодняшний день известно уже около 2000 пульсаров. Ближайшие к нам расположены на расстоянии около 390 световых лет от Солнца.

Поначалу периодические импульсы излучения, идущие от пульсаров, даже связывали с деятельностью инопланетных цивилизаций. Но впоследствии ученые пришли к выводу, что они имеют естественное происхождение.

В данном случае речь идет о пульсаре PSR J1719-1438, расположенном в четырех тысячах световых лет от Земли. Он был найден с помощью австралийского радиотелескопа Паркс. Масса пульсара оказалась в 1,4 раза больше, чем у Солнца, при диаметре всего 20 километров. Недавно же ученые выяснили, что PSR J1719-1438 является частью двойной системы с периодом обращения около двух часов.

В двойной системе пульсар забирает вещество у "звезды-соседа", что позволяет ему вновь "раскрутиться". Такие пульсары называют миллисекундными, поскольку они совершают один оборот за несколько миллисекунд (миллисекунда равна одной тысячной доле секунды). Период обращения PSR J1719-1438 составляет 5,7 миллисекунды.

Между тем, звезда-компаньон, у которой пульсар "ворует" вещество, теряет до 99,9 процента своей исходной массы и превращается в белый карлик, по своим параметрам сопоставимый скорее с планетой, чем со звездой. По-видимому, так и случилось с "соседом" PSR J1719-1438.

Это второй подтвержденный случай наличия у пульсара планеты-компаньона: в 1992 году у пульсара PSR B1257+12 уже были обнаружены две планеты, масса каждой из которых равнялась примерно трем земным, а также один объект, по массе сопоставимый с Луной. Кстати, это был первый случай, когда было доказано существование планет за пределами Солнечной системы. Ученые также подозревают наличие планеты у пульсара PSR B1620-26, однако определить ее характеристики пока не представляется возможным.

Расстояние между пульсаром и звездой-компаньоном составляет около 600 тысяч километров. Диаметр компаньона, как полагают ученые – не более 60000 километров, при большем диаметре объект был бы просто разорван пульсаром. Хотя его диаметр примерно в пять раз превышает диаметр Земли, масса объекта скорее сравнима с массой Юпитера. Следовательно, его плотность должна составлять около 23 грамма на кубический сантиметр, то есть он в несколько десятков раз плотнее того же Юпитера, который, как известно, является газовым гигантом.

Плотность компаньона PSR J1719-1438, говорят астрономы, сопоставима с плотностью платины. Это вовсе не случайное сравнение. Ведь драгоценный металл платина, как известно, дороже золота. По мнению исследователей, компаньон пульсара – не что иное, как остатки ядра массивной звезды, состоящей из гелия или углерода, а при таких параметрах объект имеет кристаллическую структуру и похож на гигантский алмаз. Если же он действительно состоит из углерода, то это и есть настоящий алмаз!

PSR J1719−1438 – миллисекундный пульсар с периодом вращения 5,8 мс, наблюдаемый в созвездии Змея и расположенный на расстоянии около 4000 световых лет от Земли. Он был обнаружен при помощи австралийского радиотелескопа Паркс. Пульсар обладает огромной плотностью: при массе в 1,4-1,5 солнечных он имеет диаметр ~20 км. Вокруг звезды обращается планета с необычными характеристиками.

Наблюдения британского телескопа Лавелл и телескопа Кек на Гавайях показали, что вокруг PSR J1719−1438 обращается объект, по массе сравнимый с Юпитером, но с диаметром около 60000 км (для сравнения: диаметр Юпитера – 142800 км). Он обращается вокруг пульсара на расстоянии около 0,004 а.е. и совершает полный оборот за 2 часа 10 минут. По расчётам, его средняя плотность составляет около 23 г/куб.см, то есть он намного плотнее газовых гигантов. По словам учёных, скорее всего это бывший белый карлик, с которого пульсар «перетянул» около 99,9 % вещества, оставив только его сверхплотное ядро и превратив его в экзотическую планету. Высокое содержание углерода и других тяжёлых элементов, а также высокая средняя плотность объекта, по мнению астрономов, может означать то, что эта планета, вероятно, представляет собой гигантский алмаз.

PSR J1719−1438b – экзопланета (пульсарная планета, сверхземля, углеродная планета) у миллисекундного пульсара. Единственный известный объект в системе PSR J1719−1438, удалённой от Земли на 3900 световых лет в направлении созвездия Змеи. Экзопланета, вероятно, состоит преимущественно из кристаллического углерода. Большая полуось PSR J1719−1438b всего 0,004 а. е. Это значит, что экзопланета обращается на расстоянии в 95 раз меньше расстояния от Солнца до Меркурия. Существуют всего две известные планетные системы, которые находятся ещё ближе к родительскому останку звезды – это WD 0137-349 (0,003 а. е.) и WD 1202-024 (0,0021 а. е.).

PSR J1719-1438 был впервые обнаружен в 2009 году группой, возглавляемой Мэтью Бейлсом из Суинбернского технологического университета в Мельбурне, Австралия.

На момент открытия, PSR J1719-1438b была плотнейшей планетой из когда-либо обнаруженных, с плотностью, почти в 20 раз превышающей плотность Юпитера (около 23 раз больше плотности воды). Планета немного более массивна, чем Юпитер, имея при этом радиус в 2.5 меньше радиуса Юпитера. Как полагают, она состоит из кислорода и углерода, в отличие от обычных газовых планет (таких как Юпитер и Сатурн), состоящих в основном из водорода и гелия. Кислород, скорее всего, преобладает на поверхности планеты, а углерод концентрируется в глубине. Огромное давление, действующее на планете, позволяет предположить, что углерод кристаллизуется, образуя алмаз.

PSR J1719-1438b обращается вокруг нейтронной звезды с периодом 2.177 часов на расстоянии немного меньше радиуса Солнца.

Недавно открытый объект PSR J1719-1438b, обычно, классифицируется, как «алмазная» или «углеродная» планета. Существование подобных тел предсказывалось давно. Но представляли себе углеродные миры астрофизики совершенно иначе. По-разному. Однако, не так.

Следовательно, о свойствах тела. PSR J1719-1438b по массе немногим превосходит Юпитер. Однако, газовым гигантом не является. Диаметр тела лишь вчетверо больше диаметра Земли, что предполагает наличие твёрдой поверхности. Причём, измерен диаметр был очень точно, – ведь, PSR J1719-1438b вращается на орбите нейтронной звезды – пульсара. По размеру объект больше своего «светила» и полностью покрывает его, проходя между пульсаром и земным наблюдателем. Происходит же покрытие каждые два часа, – PSR J1719-1438b немногим дальше от звезды, чем Луна от Земли.

...Неизвестно, есть ли на планете атмосфера. Скорее – нет. Жесткие излучения пульсара не слишком нагревают поверхность, – но с такой-то дистанции, в упор, способны эффективно «сдувать» газы. Однако, интересен другой вопрос: почему астрофизики решили, что это «алмазный» мир?

Исходя из известных диаметра и массы (то и другое изменяется при обнаружении экзопланет независимо и непосредственно) легко может быть рассчитана плотность тела. В случае PSR J1719-1438b она составляет 23 грамма на кубический сантиметр. Зная же массу, можно рассчитать давление под которым находится вещество, – соответственно, температуру и степень сжатия, – и узнать из чего должно состоять тело, чтобы при такой массе иметь именно такой диаметр… Внезапно, – ни в каких моделях «углеродных планет» о таком и речи не было, – оказалось, что данное тело «углеродное» в буквальном смысле. В её составе нет металлов и силикатов. Нужными, чтобы всё сошлось, свойствами обладает только углерод с небольшой примесью кислорода.

Причём здесь «алмаз»? Углерод не имеет жидкой фазы. При температуре от 3900К он будет испаряться, а не плавиться. Соответственно, у PSR J1719-1438b отсутствует жидкая мантия. Небольшое ядро из ионизированного вещества (плазмы) окружает масса твёрдого углерода в нескольких разных формах, – в том числе и в форме алмаза… Вероятно, непосредственно на поверхности его нет. Давление там, всё-таки, маловато, а конструкция тела не подразумевает возможности каких-либо вертикальных движений вещества. Алмаз начинается лишь в 20 километрах под слоем углерода аморфного.

Но это – сплошной алмаз планетарного масштаба… И вот тут начинаются сомнения. Планетарного ли?

PSR J1719-1438b это вообще что-такое? Как тело такого состава могло возникнуть?

До взрыва сверхновой, тело в такой близости от пульсара существовать не могло, – оно просто было бы уничтожено. После же на орбитах нейтронных звёзд могут образовываться «полтергейсты» – железные планеты. Ибо производится в катастрофических процессах такого рода именно железо, а не почти чистый углерод.

То есть, PSR J1719-1438b – не существовал до превращения массивной звезды в пульсар и не является продуктом такого превращения. Захвачен? Ну… как минимум, это не решает проблемы происхождения объекта. Из туманности что-то состоящие почти из чистого углерода родиться не могло.

Углерод поставляется во вселенную при взрывах сверхновых типа Ia, – белых карликов, получивших дополнительную массу от второй звезды в тесной двойной системе… И этот факт ложится в основу первой версии. PSR J1719-1438b, собственно, не планета, а остатки белого карлика. Где-то 0.1% его первоначальной массы, – после того как всё остальное испарилось в момент рождения пульсара.

То есть, мощность взрыва сверхновой при образовании нейтронной звезды такова, что вторая звезда системы была уничтожена полностью. Просто часть плазмы не смогла покинуть гравитационную яму. Плазма из ядер углерода и в меньшей степени кислорода (а такой состав для белых карликов характерен) остыла и превратилась в пыль – в сажу. Из пыли же по планетарному механизму сформировалось тело.

Так быть могло. Но возникает второй вопрос. В нейтронную звезду превратился бы более массивный компонент тесной пары. И его эволюция завершилась бы раньше, – за миллиард, как минимум, лет до превращения второй звезды в белый карлик. Следовательно, карлик не мог испариться в пламени сверхновой, поскольку не должен был на тот момент существовать.

Ну, так по логике. Хотя, варианты есть. Например, можно предположить, что старшая компонента системы не дотягивала до предела Чадрасекара. И после завершения эволюции сама стала (очень массивным) белым карликом. При догорании же младшей компоненты, старшая захватила сброшенную оболочку – половину массы младшей, – и предел Чандрасекара был превышен. Можно, даже предположить, что изначально в системе белых карликов было три, – лишь потом, два, слившись, породили пульсар. Третий же – испарился.

...Вторая гипотеза предполагает, что на орбите пульсара взорвалась сверхновая Ia, – лёгкий гелиевый белый карлик пережил углеродную детонацию. Далее все по плану, – карлик распыляется полностью, но часть углерода не может покинуть окрестности пульсара. Однако, данная гипотеза вызывает даже больше вопросов. Ведь, карлик должен был захватить дополнительную массу, придумывание источника которой требует дополнительных допущений.