Webb otkrio egzoplanet u obliku limuna

Astronomi iz Carnegiejevog laboratorija za Zemlju i planete u Washingtonu, korištenjem svemirskog teleskopa James Webb, otkrili su neobičan egzoplanet, službeno nazvan PSR J2322-2650b.

Ovaj objekt mase Jupitera čini se da ima egzotičnu atmosferu u kojoj dominiraju helij i ugljik, kakvu do sada nismo vidjeli. Oblaci čađe vjerojatno lebde zrakom, a duboko unutar planeta, ovi oblaci ugljika mogu se kondenzirati i formirati dijamante. Kako je planet nastao, ostaje misterij.

„Ovo je bilo apsolutno iznenađenje“, rekao je koautor studije Peter Gao iz Carnegiejevog laboratorija Earth and Planets u Washingtonu. „Sjećam se da je nakon što smo prikupili podatke naša kolektivna reakcija bila 'Što je ovo dovraga?' Ovo je izrazito drugačije od onoga što smo očekivali.“

Poznato je da ovaj objekt planetarne mase kruži oko pulsara, brzo rotirajuće  neutronske zvijezde. Pulsar emitira snopove elektromagnetskog zračenja u redovitim intervalima, obično u rasponu od milisekundi do sekundi. Ove pulsirajuće zrake mogu se vidjeti samo kada su usmjerene izravno prema Zemlji, slično zrakama sa svjetionika. 

Očekuje se da će milisekundni pulsar emitirati uglavnom gama zrake i druge čestice visoke energije, koje su nevidljive Webbovom infracrvenom vidu.

„Planet kruži oko zvijezde koja je potpuno bizarna, mase Sunca, ali veličine grada“, rekao je Michael Zhang sa Sveučilišta u Chicagu, glavni istraživač ove studije. „Ovo je nova vrsta planetarne atmosfere koju nitko prije nije vidio. Umjesto da pronađemo normalne molekule koje očekujemo vidjeti na egzoplanetu - poput vode, metana i ugljikovog dioksida, vidjeli smo molekularni ugljik, točnije C3 i C2.“

Molekularni ugljik je vrlo neobičan jer na tim temperaturama, ako u atmosferi postoje bilo koje druge vrste atoma, ugljik će se vezati za njih. Temperature na planetu kreću se od 1200 stupnjeva Fahrenheita na najhladnijim točkama noćne strane do 3700 stupnjeva Fahrenheita na najtoplijim točkama dnevne strane. Molekularni ugljik je dominantan samo ako gotovo da nema kisika ili dušika. Od otprilike 150 planeta koje su astronomi proučavali unutar i izvan Sunčevog sustava, nijedan drugi nema detektibilni molekularni ugljik.

PSR J2322-2650b je izvanredno blizu svoje zvijezde, udaljen samo 1,6 milijuna km. Nasuprot tome, udaljenost Zemlje od Sunca je oko 160 milijuna km. Zbog svoje izuzetno uske orbite, cijela godina egzoplaneta, vrijeme potrebno da obiđe svoju zvijezdu, iznosi samo 7,8 sati. Gravitacijske sile mnogo težeg pulsara povlače planet mase Jupitera u bizaran oblik limuna.

Zajedno, zvijezda i egzoplanet mogu se smatrati sustavom "crne udovice", iako nisu tipičan primjer. Sustavi crne udovice rijetka su vrsta dvostrukog sustava u kojem je brzo rotirajući pulsar uparen s malim, zvjezdanim pratiteljem male mase. U prošlosti je materijal iz pratitelja strujao na pulsar, uzrokujući da se pulsar s vremenom brže okreće, što pokreće snažan vjetar. Taj vjetar i zračenje zatim bombardiraju i isparavaju manjeg i manje masivnog pratitelja. Poput pauka po kojem je dobio ime, pulsar polako proždire svog nesretnog partnera.

Ali u ovom slučaju, pratilac se službeno smatra egzoplanetom, a ne zvijezdom. Međunarodna astronomska unija definira egzoplanet kao nebesko tijelo ispod 13 Jupiterovih masa koje kruži oko zvijezde, smeđeg patuljka ili zvjezdanog ostatka, poput pulsara.

Od 6000 poznatih egzoplaneta, ovo je jedini koji podsjeća na plinovitog diva (s masom, radijusom i temperaturom sličnim vrućem Jupiteru) koji kruži oko pulsara. Poznato je da samo nekolicina pulsara ima planete.