«Джеймс Уэбб» открыл невозможную планету — как лимон с бесконечными алмазами внутри
Если бы в астрономии существовало понятие «флеш-рояль», то открытие экзопланеты PSR J2322-2650b точно соответствовало бы этому карточному термину. Эта планета необычна во всём — от материнской звезды до геометрии и состава атмосферы. Более того, вообще непонятно её происхождение — она не могла эволюционировать ни из звезды, ни из планеты. Загадка куда ни глянь. И с этим учёным ещё предстоит разобраться.
Экзопланета PSR J2322-2650b находится на расстоянии менее двух млн км от своей звезды — это в десять раз ближе, чем Земля отстоит от Солнца. При этом центральная звезда — это миллисекундный пульсар, или нейтронная звезда, с массой Солнца и диаметром около 20 км. На экзопланету действуют колоссальные гравитационные силы пульсара, превратившие её в небесное тело, по форме напоминающее лимон или мяч для регби.
Экзопланета совершает полный оборот вокруг звезды за 7,8 часа. Она представляет собой горячий юпитер. «Джеймс Уэбб» смог подробно изучить спектры PSR J2322-2650b на всём протяжении её орбиты, что стало возможным благодаря относительно холодной природе пульсара. Будь на его месте обычная звезда, её свет испортил бы все данные по планете.
В целом эта звёздная система относится к типу «чёрная вдова», когда пульсар постепенно разрушает меньшего компаньона гравитацией, мощным рентгеновским и гамма-излучением, а также ветром из частиц. Удивительным оказался состав атмосферы экзопланеты: в ней доминировали гелий и углеродные молекулы C₂ и C₃. Фактически в атмосфере PSR J2322-2650b «плавали» облака сажи, что позволило предположить кристаллизацию углерода по мере погружения в недра планеты. Вероятно, там создались условия для превращения значительной массы углерода в алмазы.
В отличие от типичных экзопланет, в атмосфере PSR J2322-2650b отсутствуют привычные молекулы вроде воды, метана или углекислого газа. И это ещё одна загадка. Состав атмосферы бросает вызов существующим моделям формирования планет: он исключает стандартные механизмы, такие как аккреция в протопланетном диске или сброс внешних слоёв звезды. Иными словами, до наблюдаемого состояния планета PSR J2322-2650b не могла развиться ни из экзопланеты, ни из звезды.
Сделанное открытие фактически размывает грань между планетами и звёздами. Как отметил ведущий автор работы Майкл Чжан (Michael Zhang): «Это совершенно новый тип атмосферы планеты, которого никто раньше не видел». Тем самым открытие ставит перед наукой новые загадки и подталкивает к дальнейшему исследованию подобных систем.
