Астрономы, работающие с космическим телескопом James Webb, обнаружили редкую экзопланету, химический состав атмосферы которой противоречит существующим представлениям о формировании планет. Объект, получивший обозначение PSR J2322-2650b, обладает массой, сопоставимой с Юпитером, и обращается вокруг пульсара — быстро вращающейся нейтронной звезды.
Наблюдения показали, что атмосфера экзопланеты почти полностью состоит из гелия и молекулярного углерода, что ранее не фиксировалось ни у одного из известных планетарных объектов. Ученые предполагают, что в атмосфере могут присутствовать сажевые облака, а в глубинных слоях — условия для образования алмазов. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
PSR J2322-2650b находится на крайне тесной орбите — всего около 1,6 млн километров от пульсара. Полный оборот вокруг звезды экзопланета совершает всего за 7,8 часа, а экстремальные гравитационные силы деформируют её, придавая телу вытянутую, «лимоноподобную» форму. Температура на поверхности варьируется от примерно 650 °C на ночной стороне до более 2000 °C на дневной.
Особую ценность наблюдениям придает сам характер системы. Пульсар излучает в основном гамма-лучи и высокоэнергетические частицы, которые невидимы для инфракрасных приборов Webb. Это позволило ученым получить чистый спектр атмосферы планеты, не «ослеплённый» излучением звезды, что практически невозможно в обычных планетных системах.
Анализ спектра выявил присутствие молекул C₂ и C₃ — форм молекулярного углерода, которые практически не встречаются в атмосферах планет. Их доминирование возможно лишь при почти полном отсутствии кислорода и азота, что делает PSR J2322-2650b уникальной: среди примерно 150 детально изученных экзопланет ничего подобного ранее не обнаруживалось.
Система отчасти напоминает так называемые «чёрные вдовы» — пары, где пульсар постепенно разрушает своего компаньона. Однако в данном случае компаньоном является именно планета, а не звезда. По массе она укладывается в официальное определение экзопланеты Международного астрономического союза — менее 13 масс Юпитера.
Происхождение объекта остаётся загадкой. Ни стандартная модель формирования планет, ни сценарий разрушения звезды не объясняют столь экстремальное обогащение углеродом. Одна из гипотез предполагает, что по мере охлаждения недр планеты углерод кристаллизуется, поднимаясь вверх и смешиваясь с гелиевой атмосферой, тогда как кислород и азот по неизвестным причинам остаются «заперты» внутри.
Учёные подчёркивают, что это открытие ставит больше вопросов, чем даёт ответов. Однако именно такие аномальные объекты, по их словам, позволяют расширить понимание того, какими могут быть планеты во Вселенной.
Открытие стало возможным исключительно благодаря возможностям телескопа James Webb, который благодаря инфракрасному диапазону, высокой чувствительности и стабильной работе в космосе способен изучать экзотические миры, недоступные для наземных обсерваторий.
