Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) odkryli egzoplanetę niepodobną do żadnej wcześniej zaobserwowanej: PSR J2322-2650b. Ta planeta, krążąca wokół „czarnej wdowy” – szybko wirującej martwej gwiazdy – zaprzecza istniejącym teoriom powstawania planet ze względu na jej dziwaczną strukturę i atmosferę. Odkrycie to rodzi fundamentalne pytania o to, jak planety mogą powstawać w ekstremalnych warunkach.
Planeta ukształtowana przez ekstremalne siły
PSR J2322-2650b ma mniej więcej wielkość Jowisza, ale jest daleka od kuli. Intensywne siły pływowe pobliskiego pulsara rozciągnęły go do elipsoidalnego kształtu przypominającego cytrynę lub piłkę nożną. Odkształcenie to spowodowane jest ogromną grawitacją pulsara, która niestrudzenie przyciąga planetę.
Planeta okrąża swoją gwiazdę w odległości zaledwie 1,6 miliona kilometrów – niewiarygodnie blisko, wykonując jeden obrót co 8 godzin. Ta bliskość powoduje ekstremalne różnice temperatur pomiędzy stroną dzienną (2000°C) i nocną (650°C). Odkrycie było możliwe dzięki temu, że pulsary emitują minimalną ilość światła podczerwonego, co umożliwiło JWST obserwację atmosfery planety bez zakłóceń.
Niespotykana kompozycja atmosfery
Najbardziej uderzającą cechą PSR J2322-2650b jest jego atmosfera. Zamiast zwykłych cząsteczek, takich jak woda, metan czy dwutlenek węgla, dominują w nim hel, węgiel i prawdopodobnie chmury sadzy. W tak wysokich temperaturach węgiel ten skrapla się, tworząc diamenty, które mogą spaść na powierzchnię planety w postaci deszczu.
Atmosfera zawiera duże stężenie węgla cząsteczkowego (C₂ i C₃), którego nigdy wcześniej nie odkryto na egzoplanecie. Kompozycja ta sugeruje, że planeta uformowała się w sposób sprzeczny ze współczesnym rozumieniem. Ekstremalny brak tlenu i azotu jest zjawiskiem niezwykłym i nieznanym.
Dlaczego to ma znaczenie: trudne teorie powstawania planet
Istnienie PSR J2322-2650b podważa ustalone teorie powstawania planet. Unikalny skład planety wskazuje, że nie uformowała się ona w zwykły sposób i prawdopodobnie nie powstała w wyniku oderwania materii z gwiazdy. Istniejące modele nie są w stanie wyjaśnić, w jaki sposób tak bogate w węgiel środowisko mogło powstać w sposób naturalny.
Jedna z hipotez sugeruje, że wnętrze planety może zawierać skrystalizowany węgiel oddzielony od tlenu i azotu. Jednak mechanizm, który utrzymuje te lżejsze elementy na uboczu, pozostaje tajemnicą. Jak ujął to jeden z badaczy: „Wydaje się, że wyklucza to każdy znany mechanizm powstawania”.
Odkrycie to podkreśla ogromną różnorodność układów planetarnych poza naszym własnym i podkreśla ograniczenia obecnych modeli. PSR J2322-2650b przedstawia nową zagadkę dla astrofizyków, poszerzając granice naszej wiedzy o tym, jak planety mogą istnieć we Wszechświecie.
„To nowy rodzaj atmosfery planetarnej, jakiej nikt wcześniej nie widział”. – Michael Zhang, Uniwersytet w Chicago.
Niezwykłe warunki otaczające tę egzoplanetę będą nadal badane, ponieważ badacze będą starali się lepiej zrozumieć ekstremalne układy planetarne.
