Планета, которая живёт в аду: гигант у пульсара раскрывает химию, противоречащую законам планетологии

Наблюдение необычной планеты у пульсара вновь показывает, насколько разнообразными могут быть миры за пределами Солнечной системы. Астрономы смогли напрямую изучить объект PSR J2322-2650b с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб" и зафиксировали характеристики, которые существенно отличаются от привычных моделей формирования планет. Об этом сообщает Sciences et Avenir.

Гигант у пульсара: условия, несовместимые с привычной планетологией

PSR J2322-2650b по массе сопоставима с Юпитером, однако обитает в крайне суровой среде. Планета обращается вокруг пульсара — компактного остатка массивной звезды, взорвавшейся как сверхновая.

Такие объекты обладают сильнейшей гравитацией и испускают интенсивные потоки энергии. Орбита планеты расположена всего в 1,6 миллиона километров от нейтронной звезды, что резко контрастирует с дистанцией между Землёй и Солнцем.

За один виток вокруг пульсара она успевает пройти путь менее чем за восемь часов. Постоянная радиация прогревает её поверхность до 1600-1700 °C, а гравитационное воздействие настолько велико, что придаёт планете вытянутую форму, напоминающую мяч для регби.

Исследователи отмечают, что подобные условия превращают этот мир в уникальный лабораторный пример взаимодействия пульсара и близко расположенного компаньона.

В спектре инфракрасного излучения объекта, полученного JWST, удалось проследить динамику нагрева на всей орбите, что стало ключом к пониманию строения его атмосферы.

Углеродная атмосфера как вызов существующим моделям

Инфракрасный анализ, выполненный группой Майкла Чжана и опубликованный в The Astrophysical Journal Letters, показал неожиданный химический состав атмосферы. На освещённой стороне планеты обнаружены спектральные линии молекул, состоящих только из атомов углерода — C₂ и C₃.

Такое сочетание не вписывается в стандартные модели: на других экзопланетах углерод обычно связан с водородом или кислородом, образуя метан или окись углерода.

Здесь же углерод формирует собственные цепочки, что может указывать на присутствие облаков сажи и даже процессов образования алмазов в недрах.

Тем не менее расчёты показывают, что планета не может состоять преимущественно из углерода: её плотность не соответствовала бы наблюдаемым параметрам. Более вероятно, что атмосферу определяет гелий, однако он почти не оставляет следов в инфракрасном диапазоне.

Такая неоднозначность делает объект исключением среди известных "чёрных вдов" — систем, где пульсар постепенно разрушает своего компаньона.

Почему PSR J2322-2650b выделяется среди подобных систем

Системы "чёрных вдов" обычно включают объекты, напоминающие скорее остатки звёзд, чем полноценные планеты. Но PSR J2322-2650b сочетает массу гиганта, высокую температуру и плотность горячего Юпитера, что делает её крайне редким примером планеты в подобных условиях.

Уникальность усиливается необычной атмосферой, противоречащей принятой теории формирования планетных гигантов. Астрономам предстоит обновить существующие модели, чтобы объяснить столь странное сочетание дефицита водорода и переизбытка углерода.

Открытие PSR J2322-2650b подтверждает, насколько разнообразными могут быть экзопланеты и какие неожиданные химические и физические режимы способны существовать в экстремальных условиях вокруг пульсаров.