JWST підтвердив атмосферу екзопланети біля пульсара, де домінує вуглець

Команда науковців, використовуючи потужність космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) від NASA, остаточно підтвердила існування екзопланети PSR J2322-2650b. Ця планета демонструє атмосферу, яка є справжньою аномалією для сучасних теорій формування планет. Детальний опис цього проривного відкриття був прийнятий до друку у престижному журналі The Astrophysical Journal Letters, вихід якого заплановано на грудень 2025 року. Головний автор дослідження, Майкл Чжан з Чиказького університету, підкреслив, що колектив зафіксував тип планетарної атмосфери, небачений досі в астрономічній практиці. Таке стало можливим завдяки неперевершеній інфрачервоній чутливості JWST, який працює на стабільній позиції за мільйони миль від нашої планети.

Об’єкт PSR J2322-2650b обертається навколо зорі-пульсара, маса якої порівнянна із сонячною, проте її розміри не перевищують габарити великого міста. Планета розташована на надзвичайно малій відстані від своєї зорі — лише близько одного мільйона миль. Через колосальну гравітацію пульсара, планета, чия маса співставна з Юпітером, набула виразної лимоноподібної форми. Орбітальний період складає мізерні 7,8 години, що свідчить про надзвичайно близьке сусідство. Попри потужне випромінювання пульсара, що складається переважно з гамма-променів та інших високоенергетичних частинок, воно не завадило інфрачервоним детекторам телескопа Вебба, дозволивши чітко відстежувати спектр протягом усієї орбіти.

Дані, отримані за допомогою Webb, чітко виявили атмосферу, де пануючу роль відіграють гелій та молекулярні сполуки вуглецю, зокрема C3 та C2. Це безпрецедентне спостереження, адже серед приблизно 150 досліджених атмосфер екзопланет жодна інша не демонструвала виявленого молекулярного вуглецю. Такий хімічний склад є вкрай нетиповим для об’єкта, поверхнева температура якого перевищує 2000 градусів Цельсія, особливо за умов дефіциту кисню та азоту. Майя Белезнай зі Стенфордського університету, яка моделювала геометрію планети, наголосила, що така конфігурація забезпечує винятково «незайманий» спектр для глибокого аналізу.

Наукова група висуває гіпотезу, що екстремальний внутрішній тиск може стискати вуглець у надрах планети аж до стану алмазу. Чжан зазначив, що ця хімічна структура кидає серйозний виклик існуючим теоріям зореутворення, оскільки важко уявити, як могла сформуватися настільки збагачена вуглецем композиція, що, очевидно, виключає відомі механізми. Хоча система класифікується як подвійна «чорна вдова», Чжан стверджував, що PSR J2322-2650b не вписується у стандартні сценарії для залишків, що утворилися внаслідок зоряного скидання, адже ядерна фізика не продукує чистий вуглець у таких кількостях. Роджер Романі зі Стенфордського університету запропонував теорію, пов’язану із внутрішньою кристалізацією вуглецю та кисню, в результаті якої чистий вуглець мігрує на поверхню.

Попередні дослідження, проведені за допомогою телескопа Gemini South у Чилі, допомогли виявити цей об’єкт, який є частиною системи «чорної вдови», де пульсар поступово поглинає свого зоряного напарника. Майкл Чжан, який отримав стипендію імені Судзукі для постдоків у січні 2025 року, раніше займався аналізом даних JWST у Чиказькому університеті. Учені, серед яких Пітер Гао з Лабораторії Землі та Планет Карнегі, зізналися, що їхня перша реакція на отримані дані була: «Що це за чортівщина?». Це відкриття, що остаточно підтверджує існування планети, яка обертається навколо мілісекундного пульсара PSR J2322-2650, відкриває абсолютно нову сторінку у нашому розумінні екзотичних космічних світів.