Jak James Webbův teleskop odhalil podivnou planetu s atmosférou ze sazí a diamantů
Vědci využívající James Webbův teleskop objevili vzdálenou exoplanetu s atmosférou plnou sazí a diamantů, což vyvolává otázky o známých teoriích o planetárních atmosférách.
Tato planeta velikosti Jupitera, detekovaná James Webbovým vesmírným teleskopem (JWST), nemá obvyklou kombinaci helia a vodíku, která je typická pro atmosféry planet v naší sluneční soustavě, ani jiné běžné molekuly jako voda, metan nebo oxid uhličitý. Místo toho má planeta nad sebou mraky sazí, které se v hloubkách atmosféry mění na diamanty. Tento typ atmosféry založený na heliochu a uhlíku dosud nebyl na žádné jiné planetě pozorován.
„Tohle byl naprostý překvapení,“ prohlásil Peter Gao, spoluautor studie a vědecký pracovník v Carnegie Earth and Planets Laboratory. „Pamatuji si, že když jsme dostali data, naše společná reakce byla: ‚Co to sakra je?‘ Je to velmi odlišné od toho, co jsme očekávali.“
Neutronová hvězda jako hostitel
Vědci zkoumali podivné prostředí této planety, známé jako PSR J2322-2650b, a výsledky publikovali v časopise The Astrophysical Journal Letters. Ačkoli byla planeta poprvé detekována během rádiového teleskopického průzkumu v roce 2017, ostřejší zorné pole JWST (vypuštěného v roce 2021) umožnilo zkoumat prostředí PSR J2322-2650b ze vzdálenosti 750 světelných let.
PSR J2322-2650b obíhá pulsar, což je rychle rotující neutronová hvězda – extrémně husté jádro hvězdy, která explodovala jako supernova. Pulsary emitují záření v krátkých pravidelných pulzech, které jsou viditelné pouze tehdy, když jejich paprsky elektromagnetického záření směřují přímo na Zemi. Je zvláštní, že žádný jiný pulsar není znám tím, že by měl planetu jako Jupiter, a málo pulsarů má planety vůbec.
Tajemství vzniku
Příběh vzniku PSR J2322-2650b je záhadou. Nachází se pouze milion mil (1,6 milionu kilometrů) od svého hvězdného hostitele – téměř 100krát blíže než je Země k Slunci. To je ještě podivnější, pokud vezmeme v úvahu, že plynové obry naší sluneční soustavy jsou mnohem dále; například Jupiter je od Slunce vzdálen 484 milionů mil (778 milionů km).
Planeta obíhá kolem své hvězdy pouhých 7,8 hodiny a má tvar citronu kvůli silným gravitačním silám pulsaru, které na planetu působí. Na první pohled se zdá, že PSR J2322-2650b by mohla mít podobný scénář vzniku jako systémy „černých vdov“, kde je slunečná hvězda poblíž malého pulsaru.
Diamanty ve vzduchu
Vědci stále nemohou vysvětlit, jak se saze nebo diamanty dostaly do atmosféry exoplanety. Obvykle se molekulární uhlík nevyskytuje na planetách, které jsou velmi blízko svým hvězdám, kvůli extrémnímu teplu.
Jedna z možností, jak se tato situace mohla vyvinout, pochází od Rogera Romaného, profesora fyziky na Stanfordově univerzitě. Po ochlazení planety z jejího vzniku navrhl, že se uhlík a kyslík uvnitř zkrystalizovaly. Ale ani to nevysvětluje všechny podivné vlastnosti. „Čisté uhlíkové krystaly se dostávají na povrch a mísí se s helium … ale pak se muselo něco stát, aby se kyslík a dusík udržely stranou,“ vysvětlil Romani.
Vědci plánují pokračovat ve zkoumání PSR J2322-2650b. „Je hezké nevědět všechno,“ dodal Romani. „Těším se na to, až se dozvím víc o podivnosti této atmosféry. Je skvělé mít hádanku, kterou je třeba rozluštit.“
