Астрономи виявили екзопланету з унікальною вуглецевою атмосферою

Астрономи виявили екзопланету PSR J2322−2650b з масою Юпітера, яка обертається навколо мілісекундного пульсара PSR J2322−2650 і має незвичайну атмосферу, що складається переважно з гелію та вуглецю. Це перша планета такого типу, яку коли-небудь спостерігали вчені.

«Це було абсолютною несподіванкою», — зазначив доктор Пітер Гао, астроном з Лабораторії Землі та планет Карнегі. «Пам'ятаю, коли ми отримали дані, наша колективна реакція була: „Що це таке?“ Це надзвичайно відрізняється від того, що ми очікували».

Унікальність системи полягає в можливості спостерігати планету, освітлену зіркою-господарем, не бачачи при цьому саму зірку. Це дозволяє отримати чистий спектр і вивчити систему детальніше, ніж звичайні екзопланети. Планета обертається навколо зірки з масою Сонця, але розміром з місто.

«Це новий тип планетарної атмосфери, який ніхто ніколи раніше не бачив. Замість звичних молекул, які ми очікуємо побачити на екзопланеті — таких як вода, метан і вуглекислий газ — ми виявили молекулярний вуглець, зокрема C3 і C2», — пояснив доктор Майкл Чжан, астроном з Чиказького університету.

Молекулярний вуглець надзвичайно незвичний, оскільки за таких температур, що перевищують 2000 градусів Цельсія, вуглець зазвичай зв'язується з іншими атомами, якщо вони присутні в атмосфері. Серед приблизно 150 планет, які астрономи вивчили всередині та за межами Сонячної системи, жодна інша не має виявленого молекулярного вуглецю.

«Чи сформувалася ця планета як звичайна? Ні, тому що склад зовсім інший. Чи утворилася вона шляхом зриву зовнішніх шарів зірки, як формуються „нормальні“ системи чорної вдови? Ймовірно, ні, оскільки ядерна фізика не створює чистий вуглець», — додав доктор Чжан. «Дуже важко уявити, як отримати таку збагачену вуглецем композицію. Це, здається, виключає кожен відомий механізм формування».

Дослідники запропонували одне можливе пояснення цього явища. «Коли супутник охолоджується, суміш вуглецю та кисню у внутрішніх шарах починає кристалізуватися», — пояснив доктор Роджер Романі, астроном зі Стенфордського університету та Інституту Кавлі з фізики частинок та астрофізики і космології. «Кристали чистого вуглецю спливають нагору і змішуються з гелієм, і це те, що ми бачимо. Але щось має відбуватися, щоб тримати кисень і азот подалі. І ось тут починається таємниця».

Відкриття описано в статті, опублікованій у виданні Astrophysical Journal Letters.