Астрономы вновь оказались перед загадкой: космический телескоп James Webb (JWST) позволил обнаружить экзопланету, которая не похожа ни на один из известных нам миров. Объект с обозначением PSR J2322-2650b вращается вокруг пульсара и обладает не только необычной формой, но и атмосферой, состав которой ставит в тупик даже опытных исследователей.
Планета по массе сопоставима с Юпитером, но её орбита проходит вокруг мёртвой звезды — пульсара, испускающего мощные потоки радиации. Такие системы называют «чёрными вдовами»: пульсар постепенно разрушает своего спутника, облучая его смертоносными лучами. Однако именно атмосфера и форма PSR J2322-2650b делают её уникальной среди всех известных экзопланет.
В отличие от привычных сферических планет, этот объект вытянут и напоминает лимон или американский футбольный мяч. Причина — колоссальные приливные силы, возникающие из-за близости к пульсару. Расстояние между планетой и её звездой составляет всего около 1,6 миллиона километров, что в сто раз меньше, чем между Землёй и Солнцем. За счёт этого PSR J2322-2650b совершает полный оборот вокруг пульсара всего за восемь часов.
Атмосфера без аналогов
Самое удивительное — химический состав атмосферы. В ней практически отсутствуют привычные для экзопланет молекулы воды, метана и углекислого газа. Вместо этого преобладают гелий и молекулярный углерод, причём в виде редких соединений C2 и C3. Учёные отмечают, что подобного ещё не встречали ни на одной из примерно 150 экзопланет, чьи атмосферы удалось изучить.
Температура на дневной стороне достигает 2040 градусов Цельсия, а на ночной опускается до 650. Планета всегда обращена к пульсару одной стороной, как Луна к Земле. В таких условиях, по расчётам специалистов, углерод может конденсироваться в сажу, а затем формировать алмазные дожди, оседающие на поверхность.
Отсутствие кислорода и азота в атмосфере вызывает вопросы о происхождении этого объекта. По словам исследователей, ни одна из известных моделей формирования планет не объясняет столь необычный химический состав. Версия о том, что планета — это остаток разрушенной звезды, также не подтверждается: ядерные реакции не способны создать столь чистый углерод.
Пульсар и его спутник
Пульсар, вокруг которого вращается PSR J2322-2650b, относится к классу миллисекундных — его вращение достигает сотен оборотов в секунду. Такие объекты появляются после взрыва массивной звезды, когда её ядро сжимается до невероятной плотности и начинает быстро вращаться, испуская мощные потоки излучения.
Интересно, что именно благодаря особенностям излучения пульсара JWST смог получить столь подробные данные о планете. Пульсар почти не светит в инфракрасном диапазоне, поэтому телескопу не мешал яркий фон, и учёные смогли рассмотреть атмосферу спутника в деталях.
В истории астрономии уже были случаи обнаружения планет у пульсаров — первые экзопланеты, открытые в 1992 году, также вращались вокруг подобных объектов. Однако ни одна из них не демонстрировала столь необычных физических и химических свойств.
Теории и загадки
Исследователи выдвигают гипотезу, что столь экзотический состав атмосферы может быть связан с процессами кристаллизации внутри планеты. По одной из версий, при остывании внутренние слои, богатые углеродом и кислородом, начинают кристаллизоваться, и чистый углерод поднимается к поверхности, смешиваясь с гелием. Однако остаётся неясным, каким образом кислород и азот практически полностью исчезли из атмосферы.
Учёные признают, что пока не могут объяснить происхождение этого объекта. Все известные сценарии формирования планет и эволюции звёздных остатков не подходят для описания PSR J2322-2650b. Открытие ставит под сомнение многие устоявшиеся представления о процессах, происходящих в экстремальных условиях космоса.
Авторы открытия отмечают, что подобные загадки — редкая удача для науки. Каждый новый факт о необычной планете может привести к пересмотру теорий о формировании планетных систем и химической эволюции Вселенной.
Будущее исследований
В ближайшие годы астрономы планируют продолжить наблюдения за этой системой, чтобы попытаться раскрыть тайны её происхождения. Возможно, дальнейшие исследования позволят обнаружить и другие объекты с подобными характеристиками, что поможет понять, насколько уникальна PSR J2322-2650b.
Открытие стало возможным благодаря уникальным возможностям телескопа James Webb, который способен фиксировать инфракрасное излучение с беспрецедентной точностью. Это позволяет исследовать даже самые удалённые и экзотические уголки нашей галактики.
Если Вы не знали, James Webb Space Telescope — крупнейший и самый дорогой космический телескоп в истории, запущенный в 2021 году. Его основная задача — изучение ранней Вселенной, экзопланет и процессов формирования звёзд и галактик. Благодаря высокой чувствительности и разрешающей способности, JWST уже совершил ряд революционных открытий, включая обнаружение необычных экзопланет и анализ их атмосфер. Телескоп управляется совместно NASA, ESA и Канадским космическим агентством.
