Nečuvena „limunasta" egzoplaneta: PSR J2322-2650b je najbizarnije telo koje smo videli

Nedavno otkrivena egzoplaneta PSR J2322-2650b ističe se kao jedan od najupečatljivijih i najneobičnijih objekata u Mlečnom putu. Reč je o toplom Jupiteru koji kruži oko milisekundnog pulsara i ima atmosferu izduženu pod dejstvom jakog gravitacionog polja — izgledom podseća na limun.

Kako je otkrivena?

Prvi trag za postojanje ovog tela potiče iz 2017. godine, kada su astronomi tokom preciznog merenja pulsarnih pulsa primetili sitne varijacije u tajmingu. Analiza je ukazala na prisustvo pratioca mase ~80% Jupitera koji kruži oko pulsara u orbitalnom periodu od 7,8 sati. Kasnija posmatranja teleskopom James Webb (JWST) u infracrvenom domenu omogućila su direktnu analizu atmosfere planete, jer pulsarove jake radio i gama emisije ne ometaju JWST u istom opsegu.

An artist's impression of the bizarre exoplanet and its crazy star. (NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford/STScI)

Osnovne karakteristike sistema

• Udaljenost: otprilike 2.055 svetlosnih godina.
• Masa planeta: oko 80% mase Jupitera.
• Orbitalni period: 7,8 sati.
• Pulsar domaćin: PSR J2322-2650, milisekundni pulsar sa periodom od 3,46 ms.

Šta čini ovu planetu toliko čudnom?

JWST spektroskopija otkrila je niz neobičnih osobina atmosfere i unutrašnje strukture:

• Atmosfera je izdužena pod gravitacionim uticajem pulsara i oblikovana gotovo poput fudbalske lopte ili limuna.
• Izložena je intenzivnom gama zračenju koje je zagreva do ~1.900 K — znatno više nego što bi bilo samo od zračenja zvezde (procena ~1.300 K).
• Atmosferski vetrovi se kreću zapadnim smerom, odnosno suprotno od istočnog spinskog pravca planete; sama planeta je verovatno tidelockovana (sinhronizovana) sa orbitom.
• Spektar pokazuje prisustvo molekularnog ugljenika, konkretno C2 i C3, umesto uobičajenih molekula kao što su voda ili metan.
• Unutrašnjost može biti bogata helijumom, a kod nižih slojeva očekuje se kristalizacija ugljenika koja bi mogla rezultirati fenomenom koji se popularno opisuje kao „dijamantska kiša”.

Mogući poreklo pratioca

Autori studije, na čelu sa M. Zhangom i saradnicima, sugerišu da ovaj objekat možda nije nastao kao tipična planeta. Umesto toga, najverovatniji scenario je da je u početku bio zvezda bogata helijumom koja je u binarnom sistemu sa pulsarom izgubela većinu mase — analogno sistemima poznatim kao "crne udovice". Pulsar postepeno ispija masu pratioca, ostavljajući objekt mase koja više ne podržava nuklearnu fuziju i koja se sada ponaša kao ekstremno neuobičajena, degresirana pratiteljka.

Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter

"Teško je zamisliti kako se dobija ova izuzetno obogaćena ugljenikom kompozicija," kaže Michael Zhang. "Izgleda da isključuje sve poznate mehanizme formiranja."

Otvorena pitanja i buduća istraživanja

Preostaju ključna pitanja: kako se tačno mešaju i razdvajaju ugljenik, kiseonik i azot u hladećem objektu, zbog čega vidimo dominantan molekularni ugljenik u atmosferi, i koji procesi održavaju ovako netipičan hemijski sastav. Dalja višewavelength posmatranja i modeli atmosferske dinamike i unutrašnje strukture biće neophodni da se razjasne ovi fenomeni.

Studija je objavljena u časopisu The Astrophysical Journal Letters. Ovaj sistem predstavlja retku priliku da proučimo atmosferu pratioca pulsara na način koji do sada nije bio moguć — planeta osvetljena od strane svoje zvezde, dok je zvezda sama praktično nevidljiva u infracrvenom spektru.

Za čitanje dalje: ovaj nalaz proširuje spektar mogućih egzoplanetarnih sastava i ilustruje koliko različiti evolutivni putevi u binarnim sistemima mogu stvoriti objekte koji se ne uklapaju lako u klasične kategorije "planeta" ili "zvezda".