Ta planeta "nie ma prawa istnieć". Jej atmosfera ma zaskakujący skład
Planeta przy pulsarze PSR J2322-2650 ma atmosferę zdominowaną przez węgiel. Odkrycie z teleskopu Jamesa Webba podważa modele powstawania światów w układach "czarna wdowa".
Wizualizacja "czarnej wdowy"
Pulsar PSR J2322-2650 należy do rzadkiej klasy układów znanych jako układy "czarne wdowy". Układy te generują intensywną energię poprzez pobieranie materii z pobliskiej gwiazdy towarzyszącej. Z czasem potężna grawitacja i promieniowanie pulsara zdzierają zewnętrzne warstwy "towarzysza", pozostawiając gęstą pozostałość wielkości Jowisza.
W tym przypadku gwiazda towarzysząca prawdopodobnie została zredukowana do "gorącego Jowisza", który okrąża gwiazdę neutronową co 7 godzin 48 minut. Zazwyczaj ten dwuetapowy proces rozpoczyna się od akrecji materii przez gwiazdę neutronową, która pełni również funkcję pulsara, a kończy się bombardowaniem towarzysza wysokoenergetycznym promieniowaniem gamma. W efekcie większość jego masy odparowuje i tworzy się planeta bogata w hel.
Atmosfera pełna węgla. Dane JWST stawiają zagadkę
Planeta towarzysząca, PSR J2322-2650b, wydaje się być spójna pod względem rozmiaru i gęstości z innymi pozostałościami podobnymi do Jowisza, powstałymi w układach czarnej wdowy, co sugeruje, że jej skład opiera się na helu.
Jednak dane widmowe JWST ujawniły coś zupełnie nieoczekiwanego: atmosfera planety składa się głównie z pierwiastkowego węgla. Węgiel ten występuje w formach molekularnych, takich jak trójwęgiel (C3) i dwuwęgiel (C2), co czyni go wyjątkowym w porównaniu z innymi znanymi dotychczas towarzyszami czarnej wdowy.
Zazwyczaj tego typu pierwiastki znajdują się w ogonach komet lub w rzeczywistych płomieniach na Ziemi. Ich obecność w atmosferze planety, zwłaszcza w tak dużych ilościach, jest nowością dla nauki. Jak ocenia SciTechDaily, w związku z tym, że planeta i jej atmosfera przeczą teoriom, "nie ma ona prawa istnieć".
Dodatkowo, naukowcy zwracają uwagę na różnicę między stroną dzienną a nocną planety. Temperatura dziennej półkuli przekracza 2000°C. Planeta jest pływowo związana, więc jedna strona stale "patrzy" na pulsara. Po stronie nocnej niemal brak cech spektroskopowych, co sugeruje warstwę sadzy albo materiał bez wyraźnych sygnatur.
Ekstremalne proporcje pierwiastków
Badacze przyjrzeli się również stosunkom węgla do tlenu i węgla do zatou w atmosferze planety, by przyjrzeć się jak "dziwna" jest. Badacze wyliczyli skrajne wskaźniki: stosunek C/O przekracza 100, a C/N ponad 10 tys. Dla porównania Ziemia ma C/O ok. 0,01 i C/N ok. 40. To podkreśla, jak bardzo węglowa jest ta atmosfera i jak odstaje od dotychczasowych obserwacji "gorących Jowiszów".
W ramach procesu "czarnej wdowy" zewnętrzne warstwy planety powinny zostać albo wyssane przez gwiazdę towarzyszącą, albo spalone przez jej promieniowanie. Jak ocenia SciTechDaily, to, że tak bogata w węgiel atmosfera nadal istnieje, pozostaje zagadką. Obecność tak dużej ilości węgla wymusza zatem korektę obecnych teorii.
