脈衝星行星

脈衝星行星

脈衝星行星為圍繞脈衝星公轉的行星。毫秒脈衝星是首顆被發現有行星的脈衝星,瑪土撒拉(Methuselah)也是首個被證實的一顆脈衝星行星。脈衝星即高速自轉的中子星。脈衝星的行星通常以脈衝計時來傾測,因脈衝星的自轉速度幾乎不變,因此人們透過精密的儀器來偵測脈衝的變化,可推斷到該脈衝星是否有行星存在,並可透過變化的出現計算行星公轉周期。

定義

畫家筆下的PSR B1257+12脈衝星行星系統想像圖。畫家筆下的PSR B1257+12脈衝星行星系統想像圖。

脈衝星行星是圍繞脈衝星公轉行星

解釋

偵測脈衝的變化

脈衝星即高速自轉的中子星。脈衝星的行星通常以脈衝計時來傾測,因脈衝星的自轉速度幾乎不變,因此人們透過精密的儀器來偵測脈衝的變化,可推斷到該脈衝星是否有行星存在,並可透過變化的出現計算行星公轉周期。

脈衝星即中子星-內部結構模型圖脈衝星即中子星-內部結構模型圖

毫秒脈衝星

首顆被發現有行星的脈衝星為一顆毫秒脈衝星。

綜述

環繞恆星獨特性

因為其環繞的恆星獨特性,所以是最早被發現的太陽系外行星,首見於1983年PSRB1257+12號星體中有不尋常的發現,在較後的1990年確認是脈衝星,並在1992年確認其有行星。

原行星盤

2006年,人們於一顆距離地球13,000光年,名為4U0142+61的脈衝星,發現一個原行星盤。發現團隊由麻省理工的DeeptoChakrabarty領導,使用史匹哲太空望遠鏡觀測。人們認為這個原行星盤由富含金屬的超新星爆發殘餘物質所組成,而這顆脈衝星據估計於距今10萬前發生超新星爆發。除此之外,不少與太陽相似的恆星也擁有與這顆脈衝星類似的原行星盤,因此這顆脈衝星的原行星盤或會形成新的行星。受到脈衝星釋放的強大電磁輻射影響,這些新行星也不可能出現生命。

毫秒脈衝星

反覆脈衝星

毫秒脈衝星(MSP),曾經被稱為"反覆脈衝星",是自轉周期在1-10毫秒範圍內的脈衝星,他目前僅能在微波X射線的電磁波頻譜的波段上被觀察到。

毫秒脈衝星的起源依然有些神秘,主導的理論認為它們原本是周期較長的脈衝星,經由吸積的延長或回復。基於這個理由,低質量X射線雙星系特別受到關注,它們被認為是正在回復過程中的脈衝星。

像這一類散發出X射線的脈衝星被認為是正在被加速的階段,活躍性正在增加中。它們可能是正在吸收由伴星洛希瓣溢出的角動量,使自轉的速度增加至每秒鐘數百轉,而被加速的中子星。已經被加速了的毫秒脈衝星,散發出的電磁波頻譜是在長波長的部分。

許多毫秒脈衝星是在球狀星團內被發現的,因為在這些系統內極端高的恆星密度有利於創造能引起雙星之間質量交換的環境,讓自轉的中子星經由互動作用提高周期成為毫秒脈衝星。目前在球狀星團內發現的毫秒脈衝星大約有130顆,單單在Terzan5中就有33顆,然後是杜鵑座47有22顆,M28和M15各有8顆。

自轉與速度限制

第一顆毫秒脈衝星,PSRB1937+21,在1982年被發現,轉速為每秒641轉,它的輻射落在無線電的波段上,但他擁有轉速最快中子星的頭銜只有大約180天。在2005年發現的PSRJ1748-2446ad,是迄2006年所知,轉速最快的中子星,每秒鐘轉716次。

以目前中子星結構和演變的理論,預言脈衝星鏇轉速度的極限如下:

它們的自轉不能超過每秒1,500轉,超過了可能會分裂開來;

另外,在達到這種高速自轉之前,會輻射出重力波,在被進一步加速前抑制轉速的提高。實際上,轉速似乎已經被抑制在每秒1,000轉之內(對應於周期1毫秒的時間)。的確,到2006年底還沒有次毫秒脈衝星被發現,(如上所述,轉速最快的是716赫茲)。這暗示重力波的輻射造成的能量損失,確實對高速轉動的中子星產生了剎車機制的作用。

然而,在2007年初,來自羅西X射線時變探測器國際伽瑪射線天體物理實驗室卻指出中子星XTEJ1739-285每秒自轉1,122次。[1]但是,這個結果在統計上的意義不大,因為落在3標準差之處,所以只當它是一個有趣的候選者,結果也暫時僅供參考。但是,重力輻射被相信是扮演著減緩自轉速率的角色,因此早先發現的一個轉速高達每秒599轉的X射線脈衝星,IGRJ00291+5934,依然是最可能產生重力波的第一順位候選者,在將來最有可能被偵測到重力波,因為多數X射線脈衝星的轉速都只有每秒300轉左右。

行星列表

已確認的行星

如圖示一:

圖示一圖示一

懷疑存在的行星

如圖示二:

圖示二圖示二

原行星盤

如圖示三:

圖示三圖示三

知識點

瑪土撒拉(Methuselah)是一顆脈衝星行星。瑪土撒拉(Methuselah)是一顆脈衝星行星。

瑪土撒拉

瑪土撒拉(Methuselah)是一顆脈衝星行星,也是首個被證實的,它環繞編號PSRB1620-26的脈衝星公轉,該天體位於天蠍座,屬於M4球狀星團的一員。該行星的編號為PSRB1620-26c,瑪土撒拉是非正式的名稱。

環繞雙星系統公轉

該行星環繞一個雙星系統公轉,其中一顆是中子星,另一顆則是白矮星。兩顆恆星的距離約1AU,它們互相公轉的周期約為半年。而行星的質量約為2.5個木星質量,距離恆星約為23AU,其公轉周期約為100年。

位於球狀星團的邊緣

該天體系統位於球狀星團的邊緣,而該星團的估計年齡約為127億年。由於星團中各恆星的年齡相近,而行星是多與恆星一起形成的,因此該行星的年齡也估計有127億年。它是眾多已知的行星中年齡最高的,差不多是地球年齡的三倍,因此被提議以聖經中一位長壽老人的名字「瑪土撒拉」來命名。

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