Откакто астрономите откриха първия свят извън Слънчевата система в средата на 90-те години на миналия век, тези извънслънчеви планети или „екзопланети“ ни удивляват със своите странни характеристики.

Ново откритие, направено с помощта на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST), може би е най-странната екзопланета досега, притежаваща атмосфера, различна от всичко, което сме виждали досега на екзопланети. В момента екипът, стоящ зад това откритие, не може да обясни как е възникнала такава планета.

Планетата, наречена PSR J2322-2650b, има маса, приблизително равна на тази на Юпитер, и орбитира около мъртва звезда, наречена пулсар, която излъчва двойни струи радиация, които преминават през вселената като космически фар. Технически, системата е класифицирана като „пулсар с черно прозорец“, двойна звезда, която обикновено съдържа както пулсар, така и звездно тяло, което пулсарът ерозира и поглъща с лъчите си радиация.

Това само по себе си не е толкова странно. Първите планети извън Слънчевата система, които някога са били потвърдени, Полтъргайст (PSR B1257+12 B) и Фобетор (PSR B1257+12 C), открити през 1992 г., също орбитират около пулсари, млади, бързо въртящи се форми на неутронни звезди.

Това, което отличава PSR J2322-2650b, обаче, е фактът, че тя има елипсоидна форма, подобна на планетен лимон или топка за американски футбол, и че има атмосфера, каквато учените не са виждали досега.

„Това беше абсолютна изненада“, заявява членът на екипа Питър Гао от Лабораторията за Земята и планетите „Карнеги“. „Спомням си, че след като получихме данните, нашата обща реакция беше: „Какво, по дяволите, е това?“. То е изключително различно от това, което очаквахме.“

Атмосферата на PSR J2322-2650b е доминирана от хелий и въглерод и вероятно има облаци от въглероден сажди, които се кондензират, за да създадат диаманти, които валят върху планетата.

На разстояние от около1,6 милиона километра от своята пулсарна звезда (Земята е около 100 пъти по-далеч от Слънцето), PSR J2322-2650b завършва една орбита на всеки 8 часа. Нейната форма, наподобяваща лимон, се дължи на приливни сили, генерирани в планетата от мощната гравитация на мъртвата звезда, към която тя се прилепва.

Както всички неутронни звезди, пулсарите се раждат, когато масивни звезди, поне 10 пъти по-големи от Слънцето, изчерпят горивото си за ядрена синтеза. Това води до изхвърляне на външните слоеве на звездата и по-голямата част от нейната маса в експлозия на супернова. Остава ядро с маса между 1 и 2 пъти по-голяма от тази на Слънцето, което се свива до ширина от около 20 километра, а тъй като запазва ъгловия си момент, може да се върти с до 700 оборота в секунда.

Родителската звезда на PSR J2322-2650b е точно такъв т.нар. милисекунден пулсар, но макар да излъчва интензивна гама-лъчева радиация, тя не излъчва много инфрачервена светлина. Тъй като JWST е проектиран да наблюдава космоса в инфрачервения спектър, това означава, че тази мощна мъртва звезда не пречи на 10-милиардния космически телескоп да наблюдава PSR J2322-2650b.

Това позволи на екипа да изследва подробно атмосферата на PSR J2322-2650b и да разкрие нейния уникален състав.

„Това е нов тип планетна атмосфера, която никой не е виждал досега“, казва ръководителят на екипа Майкъл Жанг от Чикагския университет. „Вместо да открием нормалните молекули, които очакваме да видим на екзопланета – като вода, метан и въглероден диоксид – видяхме молекулен въглерод, по-специално въглерод-3 и въглерод-2.“

PSR J2322-2650b е привързана към своята звезда, което означава, че едната страна е постоянно обърната към неутронната звезда, дневната страна на планетата, докато другата е обърната към космоса, нощната страна.

Дневната страна на PSR J2322-2650b има максимална температура от 2040 градуса Целзий, докато нощната страна има минимална температура от 1200 градуса 650 градуса Целзий. При тези температури молекулярният въглерод трябва да се свърже с други видове атоми и да стане доминиращ само ако в атмосферата на планетата почти няма кислород или азот. От около 150-те атмосфери на екзопланети, изследвани досега, никоя друга не е притежавала откриваем молекулярен въглерод.

Има един възможен начин за създаването на тази планета, който зависи от уникално явление, което се случва в странната атмосфера на PSR J2322-2650b.

„Когато съпътстващата я звезда се охлади, сместа от въглерод и кислород във вътрешността започва да кристализира. Чистите въглеродни кристали плават на повърхността и се смесват с хелия, и това е, което виждаме“, обяснява членът на екипа и изследовател от Станфордския университет Роджър Романи. „Но тогава трябва да се случи нещо, за да се задържат кислородът и азотът. И тук се появява загадката.

Снимка: Pexels/NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Виж още: Откриха огромни подземни тунели в Южна Америка и те не са построени от хора