Šta je ovo? JWST otkrio egzoplanetu sa atmosferom od čađi — i mogućim dijamantima

Udaljena egzoplaneta PSR J2322-2650b otkrivena pomoću Svemirskog teleskopa Džejms Veb (JWST) ima neobičnu atmosferu bogatu česticama čađi koje se u dubljim slojevima verovatno kristališu u dijamante. Ovo otkriće zbunjuje naučnike jer sastav atmosfere — pretežno helijum i ugljenik — ne liči ni na jednu ranije poznatu planetu.

Planeta kruži oko pulsara, vrste brzo rotirajuće neutronske zvezde, na udaljenosti od približno 750 svetlosnih godina. PSR J2322-2650b je izuzetno blizu svog domaćina — oko 1,6 miliona kilometara — i obiđe ga za samo 7,8 sati. Zbog jakih gravitacionih sila pulsara, planetin oblik je izdužen i podseća na limun.

Zašto je ovo neočekivano?

JWST je otkrio da atmosfera gotovo nema uobičajene molekule kao što su voda, metan ili ugljen‑dioksid. Umesto toga, spektar ukazuje na prisustvo ugljenika i helijuma, uz slojeve čađi u gornjim delovima atmosfere koji se pri većem pritisku i temperaturi mogu preslagati u kristalne oblike — potencijalno dijamante — kako tonu dublje u atmosferu.

„Ovo je bila potpuna iznenađenost,“ rekao je Peter Gao iz Carnegie Earth and Planets Laboratory. „Naš prvi kolektivni utisak bio je: 'Šta je, uopšte, ovo?'“

Poseban sistem: planeta oko pulsara

PSR J2322-2650b je poseban i zato što orbitira pulsaru, što je vrlo retko za gasovite džinove — pulsari generalno imaju malo planeta. Infracrveni instrumenti JWST-a ne vide sam pulsar (on emituje pretežno visokoenergetske gama‑zrake), što omogućava da se bez 'sjaja' zvezde detaljnije posmatra planeta i njena atmosfera.

An artist's concept of the exoplanet PSR J2322-2650b. | Credit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Tim naučnika razmatra različite scenarije nastanka: neki tipovi binarnih sistema i procesi slični onima u tzv. black widow sistemima su predloženi, ali nijedan poznati model ne objašnjava u potpunosti bogatstvo ugljenikom i gotovo potpuno izostajanje uobičajenih molekula.

„Teško je zamisliti kako se dobija ovako ekstremno obogaćen ugljenikom. Izgleda da isključuje sve poznate mehanizme formiranja,“ rekao je Michael Zhang (University of Chicago).

Moguća objašnjenja i dalje misterije

Jedna od hipoteza, koju je predložio Roger Romani (Stanford), glasi da su se nakon hlađenja planete ugljenik i kiseonik u unutrašnjosti mogli kristalisati; čisti ugljenični kristali bi zatim „isplivali“ ka vrhu i pomešali se sa helijumom. Međutim, ostaje nejasno kako bi se sprečilo mešanje sa kiseonikom i azotom i kako su ti procesi izvedeni u okolnostima blizu pulsara.

Naučnici planiraju dodatna posmatranja PSR J2322-2650b kako bi precizirali hemiju atmosfere i testirali teorije o poreklu i evoluciji ovog sistema. Kako je zaključio Roger Romani: „Lepo je ne znati sve — imamo zagonetku koju treba rešiti."

Ključni detalji: PSR J2322-2650b, udaljenost ~750 svetlosnih godina, orbitna udaljenost ~1,6 miliona km, period 7,8 sati, neobičan sastav atmosfere (helijum + ugljenik), moguća prisutnost čađi i dijamanata.