Astronomen die de James Webb Space Telescope (JWST) gebruiken, hebben een exoplaneet ontdekt die nog nooit eerder is waargenomen: PSR J2322-2650b. Deze wereld, die rond een ‘zwarte weduwe’-pulsar draait – een snel ronddraaiende dode ster – tart de bestaande planetaire vormingstheorieën met zijn eigenaardige vorm en atmosfeer. De ontdekking roept fundamentele vragen op over hoe planeten zich onder extreme omstandigheden kunnen vormen.
Een planeet gevormd door extreme krachten
PSR J2322-2650b is ongeveer zo groot als Jupiter, maar verre van bolvormig. De intense getijdenkrachten van de nabijgelegen pulsar hebben hem uitgerekt tot een ellipsoïde vorm, die lijkt op een citroen of voetbal. Deze vervorming wordt veroorzaakt door de enorme zwaartekracht van de pulsar, die meedogenloos aan de planeet trekt.
De planeet draait op slechts 1 miljoen kilometer afstand rond zijn ster – ongelooflijk dichtbij en voltooit elke 8 uur een baan. Deze nabijheid resulteert in extreme temperatuurverschillen tussen de dagzijde (3700°F) en de nachtzijde (1200°F). De ontdekking werd mogelijk gemaakt omdat pulsars minimaal infrarood licht uitstralen, waardoor de JWST de atmosfeer van de planeet zonder interferentie kon observeren.
Een ongeëvenaarde atmosferische compositie
Het meest verbazingwekkende aspect van de PSR J2322-2650b is de atmosfeer. In plaats van bekende moleculen zoals water, methaan of koolstofdioxide, wordt het gedomineerd door helium, koolstof en waarschijnlijk wolken koolstofroet. Bij zulke hoge temperaturen condenseert deze koolstof tot diamanten die op het aardoppervlak kunnen regenen.
De atmosfeer bevat hoge concentraties moleculaire koolstof (C₂ en C₃), iets wat nog nooit eerder op een exoplaneet is waargenomen. Deze compositie suggereert dat de planeet is gevormd op een manier die het huidige begrip te boven gaat. Het extreme gebrek aan zuurstof en stikstof is ongebruikelijk en onbekend.
Waarom dit ertoe doet: theorieën over planetaire vorming uitdagen
Het bestaan van PSR J2322-2650b daagt gevestigde theorieën over planetaire vorming uit. De unieke samenstelling van de planeet doet vermoeden dat de planeet niet op conventionele wijze is ontstaan, en waarschijnlijk ook niet is ontstaan door het strippen van materiaal van een ster. Bestaande modellen kunnen niet verklaren hoe zo’n koolstofrijke omgeving op natuurlijke wijze kan ontstaan.
Eén hypothese suggereert dat het binnenste van de planeet mogelijk koolstof heeft gekristalliseerd, waardoor het is gescheiden van zuurstof en stikstof. Het mechanisme dat deze lichtere elementen weghoudt, blijft echter een mysterie. Zoals een onderzoeker het verwoordde: „Het lijkt elk bekend vormingsmechanisme uit te sluiten.”
Deze ontdekking onderstreept de enorme diversiteit aan planetaire systemen buiten de onze en benadrukt de beperkingen van de huidige modellen. PSR J2322-2650b biedt een nieuwe puzzel die astrofysici moeten ontrafelen en verlegt de grenzen van onze kennis over hoe planeten in het universum kunnen bestaan.
“Dit is een nieuw type planeetatmosfeer dat niemand ooit eerder heeft gezien.” – Michael Zhang, Universiteit van Chicago.
De ongebruikelijke omstandigheden rond deze exoplaneet zullen verder worden onderzocht terwijl onderzoekers proberen de extremen van planetaire systemen beter te begrijpen.
