Táto exoplanéta je jedinečná a vedecky nevysvetliteľná. Astronómovia sú extrémne prekvapení existenciou plynného planetárneho obra z takmer čistého uhlíka a veľmi blízko pulzaru, ktorý obieha

Nevysvetliteľná kozmická exotika: Astronómovia objavili úplne nový typ exoplanéty – planéta ako táto nebola nikdy predtým pozorovaná. Je to prvá planéta, ktorej atmosféra obsahuje molekulárny uhlík a takmer nič iné. Navyše, tento plynný obor obieha okolo extrémne blízkeho pulzaru. Je to najľahší známy spoločník takejto kozmickej „čiernej vdovy“.

Zatiaľ ani astronómovia ani fyzici nedokážu vysvetliť, ako sa táto exotická planéta mohla sformovať.

Astronómovia už objavili niekoľko exotických planét medzi viac ako 6 000 známymi exoplanétami. Rozsah siaha od diamantových planét a superZemí vyrobených zo zafíru a rubínu až po planétu s obežnou dráhou v tvare uhorky a extrémne nafúknutými, deformovanými horúcimi plynnými obrmi.

Výskumníci tiež objavili svety s viacerými slnkami a dvoma rastúcimi planétami na tej istej obežnej dráhe.

Ale teraz máme absolútnu  senzáciu: Prvý plynný obor obiehajúci okolo pulzaru

Teraz však astronómovia čelia hádanke. Michael Zhang z Chicagskej univerzity a jeho tím objavili exoplanétu, ktorá nezapadá do žiadnej z bežných kategórií. Pri svojej štúdii sa zamerali na nebeské teleso obiehajúce tesne okolo milisekundového pulzaru – rýchlo rotujúcej neutrónovej hviezdy. Objekt s názvom PSR J2322-2650b obehne celú dráhu len za 7,8 hodiny a je zodpovedajúcim spôsobom horúci.

Nezvyčajným aspektom však je, že „PSR J2322-2650b sa líši od všetkých známych spoločníkov pulzaru, pretože je jediný s hmotnosťou, hustotou a teplotou, ktoré zodpovedajú horúcemu plynnému obrovi,“ vysvetľujú Zhang a jeho tím.

Podľa počiatočných meraní má tento objekt hmotnosť iba 0,8 hmotnosti Jupitera, nízku hustotu a je zahriaty na viac ako 2 000 stupňov Celzia. Vďaka tomu je to „horúci Jupiter“.

Je to prvá exoplanéta tohto typu, ktorá bola kedy objavená obiehajúca okolo pulzaru, ako vysvetľujú astronómovia.

Prekvapenie v spektre

Ale je to ešte exotickejšie: Zhang a jeho tím teraz prvýkrát podrobne preskúmali túto pulzarovú planétu pomocou vysokorozlišovacieho spektrometra blízkej infračervenej oblasti (NIRSpec) teleskopu Jamesa Webba. Cieľom bolo získať viac informácií o plynnom obale a zložení PSR J2322–2650b.

Keďže pulzar primárne vyžaruje vysokofrekvenčné gama žiarenie, infračervené spektrum planéty je obzvlášť dobre a jasne viditeľné.

V skutočnosti teleskop poskytol mimoriadne jasné spektrum horúcej dennej strany exoplanéty – a odhalil niečo úplne neočakávané. „Toto bolo absolútne prekvapenie,“ spomína spoluautor Peter Gao z Carnegieho inštitútu vo Washingtone, D.C. „Keď sme dostali prvé údaje, naša kolektívna reakcia bola: Čo to do pekla je? Toto bolo úplne iné ako čokoľvek, čo sme očakávali.“

Molekuly čistého uhlíka v plynnom obale

Spektrum PSR J2322–2650b totiž odhalilo zubaté znaky molekulárneho uhlíka – zlúčenín pozostávajúcich iba z dvoch alebo troch atómov uhlíka (C2 a C3). „Nikto predtým nevidel takúto planetárnu atmosféru,“ hovorí Zhang. „Namiesto molekúl typických pre planetárne atmosféry, ako je voda, metán a CO2, sme videli tento molekulárny uhlík.“

To je nezvyčajné, pretože uhlík sa pri vysokých teplotách takmer nikdy nevyskytuje v čistej forme:

Hneď ako sú prítomné iné prvky, ako je dusík alebo kyslík, tak okamžite s nimi reaguje. Okrem relatívne nereaktívneho hélia však na pulzarovej planéte podľa všetkého nie sú žiadne iné prvky.

Unikátna medzi všetkými exoplanétami

Vďaka tomu je pulzarová planéta PSR J2322–2650b absolútnou novinkou medzi všetkými známymi exoplanétami. V jej atmosfére by sa mohli vznášať oblaky sadzí, ktoré sa v hlbších vrstvách stávajú čoraz kompaktnejšími – až kým sa uhlík nezmení na diamant.

Vďaka svojej tesnej blízkosti k pulzaru je tento exotický plynný obor tiež predĺžený – pripomína skôr citrón ako guľu, ako uvádzajú astronómovia. V atmosfére PSR J2322–2650b zúria aj silné a rýchle západné vetry.

Ako však takáto exoplanéta vzniká? A to v takej tesnej blízkosti pulzaru? Zatiaľ sú astronómovia z toho úplne zmätení. Samotná prítomnosť planéty tak blízko milisekundového pulzaru je mimoriadne zriedkavá. Takéto binárne systémy zvyčajne pozostávajú z hviezdy, ktorú pulzar postupne vysáva – takéto pulzary sú známe aj ako „čierne vdovy“.

„Z približne 50 známych hviezdnych systémov „čiernej vdovy“ má len hŕstka spoločníka s hmotnosťou menšou ako desať Jupiterov,“ vysvetľuje tím. A žiadny z týchto spoločníkov nemá také nezvyčajné zloženie ako PSR J2322–2650b.

Vznik tejto uhlíkovej exoplanéty zostáva nevysvetlený

„Je ťažké si predstaviť, ako by takáto pulzarová planéta mohla získať také extrémne bohaté zloženie na uhlík,“ hovorí Zhang. „Tu neplatí žiadny známy mechanizmus vzniku.“ Teoreticky môže pulzar „“ odsať svoju spoločnú hviezdu do takej miery, že zostane len zvyšok podobný planéte. Takéto zvyšky však zvyčajne obsahujú okrem hélia veľa dusíka a kyslíka.

„Jadrová fyzika v takejto hviezde neprodukuje čistý uhlík,“ hovorí Zhang.

Planéta pulzaru však musí obsahovať 100-krát viac uhlíka ako kyslíka a 10 000-krát viac uhlíka ako dusíka. „Ako tento proces generuje takéto elementárne pomery, je ťažké vysvetliť,“ píšu astronómovia. Hoci existujú zriedkavé prípady fúznych procesov, ktoré produkujú obzvlášť vysoké množstvá uhlíka, ani v takýchto uhlíkových hviezdach nie sú elementárne pomery také extrémne ako v PSR J2322–2650b.

Táto exotická uhlíková planéta teda zatiaľ zostáva nevysvetliteľnou zvláštnosťou.

Astronómovia teraz dúfajú, že spektrálna analýza iných obzvlášť ľahkých pulzarových spoločníkov by mohla poskytnúť určité odpovede.

Prinajmenšom by to mohlo objasniť, či je PSR J2322–2650b jedinečným prípadom alebo jednoducho prvým predstaviteľom úplne novej triedy exoplanét.