„Co to sakra je?“ Teleskop Jamese Webba zaznamená nevysvětlitelnou planetu s diamanty a sazemi v její atmosféře
Zdá se, že vzdálená exoplaneta má špinavou atmosféru, která mate vědce, kteří ji nedávno spatřili.
Svět velikosti Jupitera detekovaný pomocí Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), nemá známou kombinaci hélia a vodíku, na kterou jsme zvyklí v atmosférách z naší sluneční soustavaani jiné běžné molekuly, jako je voda, metan nebo oxid uhličitý.
„Bylo to absolutní překvapení,“ spoluautor studie Peter Gaovědecký pracovník Carnegie Earth and Planets Laboratory, řekl v a prohlášení. „Pamatuji si, že poté, co jsme získali data, naše kolektivní reakce byla: ‚Co to sakra je?“ Je to velmi odlišné od toho, co jsme očekávali.“
Neutronové slunce
Výzkumníci zkoumali bizarní prostředí planety, známé jako PSR J2322-2650b, v článku zveřejněném v úterý (16. prosince) The Astrophysical Journal Letters. Přestože byla planeta detekována průzkumem radioteleskopem v roce 2017, k prozkoumání prostředí PSR J2322-2650b ze vzdálenosti 750 světelných let bylo zapotřebí ostřejšího vidění JWST (který odstartoval v roce 2021).
PSR J2322-2650b obíhá kolem pulsaru. Pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy – ultrahustá jádra hvězd, které explodovaly jako supernovy – které vyzařují záření v krátkých, pravidelných pulzech, které jsou viditelné pouze tehdy, když jejich paprsky elektromagnetického záření podobné majáku míří přímo na Zemi. (To je samo o sobě bizarní, protože o žádném jiném pulsaru není známo, že by měl plynovou obří planetu, a jen málo pulsarů má planety vůbec, uvedl vědecký tým.)
Infračervené přístroje na JWST ve skutečnosti tento konkrétní pulsar nevidí, protože vysílá vysokoenergetické gama záření. Nicméně „slepota“ JWST vůči pulsaru je pro vědce ve skutečnosti požehnáním, protože mohou snadno zkoumat doprovodnou planetu PSR J2322-2650b, aby viděli, jaké je prostředí planety.
„Tento systém je jedinečný, protože jsme schopni vidět planetu osvětlenou její hostitelskou hvězdou, ale hostitelskou hvězdu nevidíme vůbec,“ spoluautor Maya Beleznayovádoktorand ve fyzice na Stanfordské univerzitě, uvedl v prohlášení. „Můžeme studovat tento systém podrobněji než normální exoplanety.“
Záhada formace
Příběh původu PSR J2322-2650b je záhadou. Je jen milion mil (1,6 milionu kilometrů) od své hvězdy – téměř 100krát blíže než Země ke Slunci. To je ještě podivnější, když uvážíte, že plynné obří planety naší sluneční soustavy jsou mnohem dále – například Jupiter je 484 milionů mil (778 milionů km) od Slunce.
Planeta oběhne svou hvězdu za pouhých 7,8 hodiny a má tvar citronu, protože gravitační síly pulsaru na planetu extrémně silně přitahují. Na první pohled se zdá, že PSR J2322-2650b by mohl mít podobný scénář formování jako systémy „černé vdovy“, kde je hvězda podobná Slunci vedle malého pulsaru.
V systémech černé vdovy pulsar „spotřebovává“ nebo eroduje blízkou hvězdu, podobně jako mýtus o černé vdově pavoučí hodování, podle kterého je jev pojmenován. To se děje proto, že hvězda je tak blízko pulsaru, že její materiál dopadá na pulsar. Extra hvězdný materiál způsobuje, že se pulsar postupně otáčí rychleji a vytváří silný „vítr“ záření, který eroduje blízkou hvězdu.
Ale hlavní autor Michael Zhangpostdoktorand v atmosférách exoplanet na Chicagské univerzitě řekl, že tato cesta ztěžuje pochopení toho, jak vznikl PSR J2322-2650b. Ve skutečnosti se zdá, že formování planety je v tomto bodě nevysvětlitelné.
„Vznikla tato věc jako normální planeta? Ne, protože složení je úplně jiné,“ řekl Zhang v prohlášení. „Je velmi těžké si představit, jak získáte tuto extrémně uhlíkem obohacenou kompozici. Zdá se, že vylučuje každý známý mechanismus tvorby.“
Diamanty ve vzduchu
Vědci stále nemohou vysvětlit, jak jsou saze nebo diamanty přítomny v atmosféře exoplanety. Molekulární uhlík se obvykle neobjevuje na planetách, které jsou velmi blízko jejich hvězdám, kvůli extrémnímu teplu.
Jedna možnost, co se stalo, pochází od spoluautora studie Roger Romaniprofesor fyziky na Stanfordské univerzitě a Kavliho institutu pro částicovou astrofyziku a kosmologii. Poté, co se planeta po svém vzniku ochladila, navrhl, uhlík a kyslík v jejím nitru vykrystalizovaly.
Ale ani to nezohledňuje všechny podivné vlastnosti. „Krystaly čistého uhlíku vyplavou nahoru a přimíchají se do helia… ale pak se musí něco stát, aby se kyslík a dusík nedostaly,“ vysvětlil Romani ve stejném prohlášení. „A to je místo, kde (přichází) tajemství.“
Vědci doufají, že budou pokračovat ve studiu PSR J2322-2650b. „Je hezké, že nevím všechno,“ řekl Romani. „Těším se, že se dozvím více o podivnosti této atmosféry. Je skvělé mít hádanku, za kterou se dá jít.“
