Пульсарные планеты оказались крупнейшими алмазами во Вселенной

Планеты у нейтронных звёзд сложены в основном из углерода, который под давлением превращается в алмаз. Учёные из Колумбийского университета (США) предложили объяснение загадочному и ранее необъяснённому механизму формирования планет в системах нейтронных звёзд. Исходя из их модели, все ранее открытые планеты в таких системах в основном состоят из алмазов. Препринт соответствующей статьи доступен на сайте Корнелльского университета.

Эра открытия экзопланет четверть века назад началась с пульсарных планет — тел, вращающихся вокруг пульсаров (нейтронных звёзд с магнитным полем, наклоненным относительно оси её вращения). Возникновение около пульсаров тел типа нашей Земли долго казалось астрономам весьма странным. Дело в том, что нейтронные звезды возникают после взрывов сверхновых. Такое мощное событие должно уничтожить все ранее имевшиеся у звезды планеты или отбросить их на огромное расстояние, так, что земные астрономы их бы просто не заметили. Как же так получается, что уже открыты целые планетные системы у нейтронных звезд?

Исследователи из Колумбийского университета попытались ответить на этот вопрос с помощью совершенно неожиданного сценария. Они смоделировали процессы долговременного взаимодействия нейтронной звезды и белого карлика. Белыми карликами становятся звёзды типа Солнца в конце жизненного пути. Им не хватает массы, чтобы вспыхнуть как сверхновая и образовать нейтронную звезду. Сегодня считается, что большинство звёзд Вселенной должны существовать в двойных, тройных или даже ещё больших по числу звёзд системах. Таким образом, в природе существует значительная вероятность случайного образования пары нейтронная звезда — белый карлик. Изначально они были парой состоящей из звезды типа Солнца и более массивной бело-голубой звезды.

Как показало моделирование, примерно в одном проценте случаев гравитация нейтронной звезды постепенно разрушит белый карлик мощными приливными силами. С учётом распространённости нейтронных звезд и белых карликов даже одного процента достаточно, чтобы планеты у пульсаров были довольно многочисленны в нашей Галактике.

Нейтронная звезда очень плотна — при массе, сопоставимой с Солнцем, она имеет диаметр не 1,4 миллиона километров, а лишь 20—25 километров, а следовательно, и гравитация у такого тела чрезвычайно сильна. Поскольку ближний к ней край белого карлика будет подвергаться большему гравитационному воздействию, чем его дальний «рубеж», в ряде случаев нейтронный компаньон разрушит карлик, буквально разорвав его на части.

В этом случае вокруг нейтронной звезды образуется диск из вещества уничтоженного ею белого карлика. Поскольку последний — своего рода «труп» нормальной звезды, всё топливо для термоядерных реакций в нем давно выгорело. Поэтому там нет водорода и лёгких элементов. В составе карлика доминирует углерод и кислород, «отходы» былых ядерных реакций в недрах звезды. В диске из его вещества, как показало моделирование, возможно образование довольно крупных планет. В силу отсутствия лёгких элементов они не будут газовыми гигантами. Но и на нашу Землю такие тела непохожи. Там нет воды, мало железа и силикатов. Зато под тонкой планетарной корой будет находиться углерод. Из-за огромного давления внешних слоев он там примет форму алмаза или лонсдейлита.

Поскольку других элементов в составе таких планет почти не будет, общий вес алмазов в их составе авторы работы оценивают довольно высоко — до 100 октиллионов карат (единица с 29 нулями). Атмосфера такой «алмазной планеты», покрытой графитовой корой, скорее всего, будет не слишком толстой. Она будет состоять из угарного газа (СО) и кислорода, «выбиваемого» из молекул угарного газа ионизирующим излучением из окрестностей нейтронной звезды.

Следует подчеркнуть, что ионизирующее излучение там будет чрезвычайно сильным. Значительная часть космических лучей, достигающих поверхности Земли, пришла к нам именно из окрестностей далёких нейтронных звезд, чьи магнитные поля могут играть роль ускорителя частиц — причём куда более мощного, чем Большой адронный коллайдер. Радиация на планете у нейтронной звезды-пульсара будет такова, что не только люди, но и имеющаяся у них электроника не выдержали бы местных условий даже на протяжении короткого времени.
Взято с https://life.ru