JWST подтвердил экзопланету у пульсара с атмосферой, доминирующей над углеродом

Ученые, используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) от NASA, подтвердили существование экзопланеты PSR J2322-2650b, атмосфера которой представляет собой аномалию для существующих моделей планетарного формирования. Исследование, подробно описывающее это открытие, было принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters в декабре 2025 года. Ведущий автор, Майкл Чжан из Чикагского университета, отметил, что команда зафиксировала ранее не встречавшийся в астрономии тип планетарной атмосферы. Это стало возможным благодаря исключительной инфракрасной чувствительности JWST, работающего на стабильной позиции в миллионах миль от Земли.

Объект PSR J2322-2650b обращается вокруг звезды-пульсара, масса которой сопоставима с Солнцем, но размер не превышает габаритов города. Планета находится на крайне малом расстоянии от звезды — около 1 миллиона миль. Из-за колоссальной гравитации пульсара планета, масса которой сопоставима с Юпитером, деформирована в лимонообразную форму. Орбитальный период составляет всего 7,8 часа, что указывает на чрезвычайно тесное расположение. Мощное излучение пульсара, состоящее преимущественно из гамма-лучей и других высокоэнергетических частиц, не препятствует инфракрасным детекторам телескопа Уэбба, обеспечивая четкое спектральное отслеживание на протяжении всей орбиты.

Данные, полученные с помощью Webb, выявили атмосферу, где доминируют гелий и молекулярные соединения углерода C3 и C2. Это беспрецедентное наблюдение, поскольку из примерно 150 изученных атмосфер экзопланет ни одна другая не демонстрировала обнаружимого молекулярного углерода. Такой состав крайне необычен для тела с температурой поверхности, превышающей 2000 градусов Цельсия, при дефиците кислорода и азота. Майя Белезнай из Стэнфордского университета, моделировавшая геометрию планеты, подчеркнула, что такая конфигурация обеспечивает исключительно «девственный» спектр для детального анализа.

Команда выдвигает гипотезу о том, что экстремальное внутреннее давление может сжимать углерод в планете до состояния алмаза. Чжан заявил, что данная химическая структура ставит под сомнение теории формирования планет, поскольку трудно представить, как могла образоваться столь обогащенная углеродом композиция, что, по-видимому, исключает известные механизмы. Система классифицируется как двойная «черная вдова», однако Чжан утверждал, что PSR J2322-2650b не соответствует стандартным сценариям для остатков, образовавшихся в результате звездного сброса, поскольку ядерная физика не производит чистый углерод. Роджер Романи из Стэнфордского университета предложил теорию, связанную с внутренней кристаллизацией углерода и кислорода, в результате которой чистый углерод поднимается на поверхность.

Дополнительные исследования, проведенные ранее с использованием телескопа Gemini South в Чили, обнаружили этот объект, который является частью системы «черной вдовы», где пульсар постепенно поглощает своего компаньона. Майкл Чжан, получивший стипендию имени Судзуки для постдоков в январе 2025 года, ранее работал над анализом данных JWST в Чикагском университете. Ученые, включая Питера Гао из Лаборатории Земли и Планет Карнеги, отметили, что реакция команды на полученные данные была: «Что это за чертовщина?». Это открытие, подтверждающее существование планеты, обращающейся вокруг миллисекундного пульсара PSR J2322-2650, открывает новую главу в понимании экзотических миров.