Ahli astrofisika di Universitas Leiden (Belanda) Michel Kama dan Alessandro Patruno membuktikan bahwa planet yang cocok untuk kehidupan dapat berada di sekitar bintang neutron. Jadi, dengan adanya kondisi tertentu, bumi super PSR B1257 + 12 d dan PSR B1257 + 12 c, yang menerima nama Fobetor dan Poltergeist, menemukan diri mereka di zona layak huni bintang PSR B1257 + 12, yang disebut Lich. Studi tentang topik ini diterbitkan oleh penulis di salah satu publikasi khusus.
Saat ini, para ilmuwan mengetahui sekitar tiga ribu bintang neutron, tetapi hanya dua di antaranya yang dapat dipercaya memiliki sistem planet, dan beberapa mungkin memiliki sistem seperti itu. Perlu dicatat bahwa exoplanet pertama ditemukan persis di dekat bintang neutron. Itu terjadi pada tahun 1991. Penemuan ini dilakukan oleh astronom radio Polandia-Amerika A. Wolschan, yang menemukan dua eksoplanet di dekat PSR B1257 + 12 - Fobetor dan Poltergeist. Masing-masing sekitar empat kali lebih berat dari planet kita. Setahun kemudian, penemuan ini dikonfirmasi oleh astronom Kanada Dale Frail.
Setelah beberapa waktu, exoplanet lain, PSR B1257 + 12 b, ditemukan di sana, yang ternyata 50 kali lebih ringan dari Bumi. Letaknya sangat dekat dengan bintang neutron, sehingga kondisinya tidak sesuai bahkan untuk kehidupan yang paling ekstrim sekalipun. Sedangkan untuk Poltergeist, exoplanet ini 4,3 kali lebih berat dari Bumi, di permukaannya suhunya mencapai 51-652 Kelvin. Planet tersebut berputar mengelilingi pulsar pada jarak 0,36 unit astronomi dengan jangka waktu 66 hari. Exoplanet kedua, Phobetor, lebih jauh dari pulsar dan sedikit lebih berat dari Poltergeist.
Bintang PSR B1257 + 12 itu sendiri terletak di konstelasi Virgo, pada jarak 2,3 ribu tahun cahaya dari planet kita. Ini sekitar 1,4 kali lebih berat dari Matahari, tetapi sekitar 125 triliun kali lebih kecil dari itu (radius pulsar hanya 10 kilometer). Para astronom memperkirakan usia PSR B1257 + 12 sekitar satu miliar tahun, yaitu pulsar empat kali lebih muda dari Matahari. Bintang berotasi dengan jangka waktu 0,06 detik, sinar-X berkekuatan tinggi memancar darinya ke ruang sekitarnya. Sebelumnya diperkirakan bahwa kehidupan di dua exoplanet ini tidak mungkin, tetapi Patruno dan Kama mampu membuktikan bahwa bukan itu masalahnya.
Pembentukan bintang neutron terjadi sebagai akibat dari ledakan supernova, setelah itu terdapat cukup materi di orbit untuk membentuk piringan protoplanet. Selain pulsar PSR B1257 + 12, exoplanet juga ditemukan di sekitar PSR J1719-1438. Satelit kaya karbon PSR J1719-1438 b mungkin sebelumnya adalah katai putih. Para ilmuwan juga mengakui bahwa sabuk asteroid mungkin ada di dekat PSR J1937 + 21. Selain itu, para ilmuwan menafsirkan beberapa fenomena astronomi, khususnya ledakan sinar gamma GRB 101225A, sebagai tabrakan bintang neutron dan asteroid atau komet.
Para peneliti secara tradisional mengidentifikasi tiga jenis planet yang mungkin berada di dekat bintang neutron. Jenis pertama mencakup planet tipikal, yang merupakan produk sampingan dari pembentukan bintang dan yang terbentuk bahkan sebelum ledakan supernova dan kemunculan bintang neutron itu sendiri. Jenis kedua termasuk planet yang terbentuk dari materi yang tersisa setelah ledakan supernova di dekat bintang neutron. Planet jenis ketiga adalah planet yang terbentuk dari materi satelit bintang neutron yang hancur (misalnya, PSR J1719-1438 b). Jenis ini tipikal untuk satelit dengan bintang milidetik, khususnya untuk PSR B1257 + 12 dan PSR J1719-1438.
Para ilmuwan berspekulasi bahwa planet di sekitar bintang neutron adalah pengecualian daripada aturan. Gamma dan sinar-X berenergi tinggi, serta yang disebut angin pulsar, dapat menghancurkan objek apa pun selama periode dari satu juta hingga satu miliar tahun. Pada saat yang sama, benda angkasa yang relatif kecil, yang cukup jauh dari bintang, memiliki peluang untuk mempertahankan orbit yang stabil untuk waktu yang lama. Untuk alasan ini, meskipun jumlah pulsar dengan planet relatif kecil, karena banyaknya bintang neutron itu sendiri (sekitar satu miliar) di dalam Bima Sakti, jumlah sistem planet di sekitarnya mencapai 10 juta.
Sistem planet di dekat pulsar tidak harus serupa dengan yang ditemukan di dekat bintang deret utama. Jadi, sebagai contoh, kelayakan suatu planet biasanya ditentukan oleh istilah-istilah seperti suhu permukaan kesetimbangan, energi radiasi yang diberikan yang diterima dari bintang induk. Energi ini dihitung pada perkiraan pertama saat radiasi benda hitam mencapai maksimumnya dalam rentang optik, inframerah atau ultraviolet. Dalam kasus ini, zona layak huni yang khas diidentifikasi pada jarak yang berkisar dari beberapa bagian hingga unit astronomi.
Video promosi:
Zona layak huni, yang ukurannya jauh lebih kecil daripada di dekat bintang-bintang deret utama, dihitung untuk katai putih (Matahari akan berubah menjadi objek semacam ini dalam 8 miliar tahun). Ketika dalam 3 miliar tahun bintang mendingin hingga suhu sekitar 10 ribu kelvin, lokasi zona layak huni akan berada pada jarak 0,005-0,02 satuan astronomi. Dalam hal bintang neutron, radiasi benda hitam paling terang berhubungan dengan sinar-X, ketika banyak partikel pengion berenergi tinggi diamati. Pada saat yang sama, radiasi ultraviolet, optik, dan infra merah praktis tidak ada.
Penulis penelitian menggunakan perangkat lunak khusus yang menganalisis foto sistem PSR B1257 + 12, yang diperoleh pada 3 Mei 2007 menggunakan teleskop luar angkasa Chandra X-ray. Selain itu, mereka menggunakan data observasi dari 22 Mei 2005 untuk membandingkan temuan mereka dengan temuan ilmuwan lain. Menurut perkiraan awal, suhu permukaan pulsar mencapai 1,1 juta kelvin, dan di dekatnya, pada jarak sepersekian unit astronomi, mungkin ada piringan debu.
Untuk kemungkinan kehidupan di Phobetor dan Poltergeist, bahaya utama dan pada saat yang sama, sumber panas utama dapat berupa sinar-X, yang dapat memicu pemanasan atmosfer planet secara signifikan. Gamma dan sinar-X keras menembus atmosfer jauh lebih dalam daripada sinar-X lunak dan radiasi ultraviolet. Namun, jika selubung gas lebar, radiasi berbahaya tidak dapat mencapai permukaan planet.
Menurut asumsi Kama dan Patruno, planet yang mengorbit pulsar terisolasi harus berevolusi seperti benda langit yang mengorbit bintang deret utama, yang memancarkan sinar-X kuat pada awal evolusi mereka. Di planet kita, sinar-X dengan cepat diblokir oleh termosfer, di mana gas terionisasi ketika berinteraksi dengan ultraviolet dan sinar-X. Lapisan ini memiliki temperatur yang cukup tinggi, yakni ratusan - ribuan Kelvin. Pada saat yang sama, lapisan ini tidak efektif sebagai sumber panas karena dijernihkan.
Menurut tesis yang diterima secara umum, zona layak huni adalah area di sekitar bintang di mana planet mirip Bumi (yaitu, planet yang memiliki atmosfer karbondioksida, nitrogen, dan air) dapat memiliki cukup banyak air cair di permukaannya. Kondisi yang sangat sering diperlukan tetapi tidak mencukupi untuk keberlangsungan planet ini, para ilmuwan percaya bahwa indikator suhu kesetimbangan tidak turun di bawah 270 kelvin. Kama dan Patruno menghitung zona layak huni di sekitar pulsar PSR B1257 + 12 menggunakan perkiraan radiasi yang mencapai Phobetor dan Poltergeist, berhipotesis bahwa suhu kesetimbangan dua super-Bumi adalah 175-275 Kelvin.
Hal ini sangat mungkin terjadi, karena atmosfer planet-planet besar memiliki gradien suhu yang lebih tinggi daripada di Bumi, yang atmosfernya cukup homogen. Berdasarkan hal tersebut, peneliti menyimpulkan bahwa jika sinar-X merupakan sumber energi utama bagi planet-planet, maka ketiga planet pada sistem PSR B1257 + 12 tidak cocok untuk kehidupan, karena di sana terlalu dingin. Namun jika kita memperhitungkan radiasi gamma yang terjadi akibat angin pulsar di atmosfer planet, maka batas zona layak huni bergeser dengan jarak 2-5 unit astronomi.
Di antara dua skenario yang mungkin ini, ada ruang parameter di mana Fobetor dan Poltergeist termasuk dalam zona layak huni. Selain itu, penulis penelitian membuktikan bahwa planet paling kuno yang diketahui manusia - PSR B1620-26 - bahkan dalam kasus yang paling optimis, tidak dapat dihuni. Mengenai pulsar PSR J1719-1438, para ilmuwan saat ini memiliki terlalu sedikit data tentang radiasi sinar-X, sehingga tidak ada kesimpulan pasti yang dapat ditarik. Menurut para ilmuwan, luminositas sinar-X dari sebagian besar pulsar yang terisolasi dengan aliran materi ke bintang neutron (yang disebut akresi Bondi-Hoyle) jauh lebih tinggi daripada PSR B1257 + 12, yang atipikal dalam pengertian ini.
Dengan kata lain, untuk planet mirip Bumi, zona layak huni di sekitar bintang neutron ada untuk waktu yang relatif singkat. Dan untuk super-land dengan atmosfer padat, zona layak huni bertahan lebih lama. Ilmuwan menghitung bahwa jika planet kita adalah 1-10 unit astronomi dari PSR B1257 + 12, sedangkan jika atmosfernya menyumbang sekitar satu persen dari massa seluruh planet, maka Bumi akan kehilangan cangkang gasnya di sekitar. 10 juta tahun. Di bawah kondisi yang sama, Bumi super dengan atmosfer tebal akan kehilangan selubung gasnya dalam waktu sekitar satu triliun tahun.
Sebagai catatan para peneliti, bahaya terbesar bagi atmosfer bukanlah sinar-X, tetapi angin pulsar. Mereka bertindak pada waktu tertentu - ada semacam garis kematian yang menentukan momen ketika bintang neutron berhenti menghasilkan angin. Pada pulsar muda, ini terjadi dalam waktu sekitar satu juta tahun, dan dalam bintang milidetik, miliaran tahun. Namun, menurut para ilmuwan, ini menghilangkan sumber energi planet, akibatnya suhunya turun tajam, dan kemungkinan untuk menentukan zona layak huni dikecualikan. Namun, dalam hal ini, tetap ada akresi Bondi-Hoyle, yang dapat menghasilkan radiasi sinar-X yang cukup, sehingga memanaskan planet. Selain itu, suhu dapat dipertahankan dengan pemanasan pasang surut.
Jika sumbu rotasi bintang neutron dan sumbu magnet sangat berbeda, angin pulsar tidak dapat mencapai permukaan planet sama sekali. Pada bidang ekuator, dimana planet sering berada, tidak terdapat angin pulsar, hanya terdapat radiasi sinar-X. Ilmuwan untuk kasus seperti itu menghitung bahwa atmosfer Phobetor dan Poltergeist selama 850 juta tahun kehilangan sekitar 0,0005 massa Bumi, yang kira-kira merupakan 0,0001 massanya sendiri. Ini sangat kecil, terutama jika atmosfer PSR B1257 + 12 d dan PSR B1257 + 12 c terhitung, menurut asumsi yang berlaku umum, sekitar satu persen massa planet.
Studi ini tidak memberikan kesempatan untuk menarik kesimpulan yang jelas bahwa Bumi-super di dekat PSR B1257 + 12 berada dalam zona layak huni. Saat ini, penentuannya tidak mungkin untuk pulsar, termasuk bintang neutron PSR B1257 + 12. Pada saat yang sama, studi tersebut menunjukkan bahwa jika Phobetor dan Poltergeist memiliki atmosfer yang kuat dan padat, maka secara teoritis planet-planet ini cocok untuk kehidupan.
