Атмосфера из сажи и ветры «не в ту сторону»: телескоп «Джеймс Уэбб» открыл планету, которая ломает теории

Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил экзопланету, которая недолжна существовать. Вращаясь вокруг мертвой звезды-пульсара, она обладаетатмосферой, состоящей практически из чистого углерода. Это открытие,опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, ломает существующиетеории о формировании планет в таких экстремальных системах и заставляет ученыхполностью переписать учебники.

Пациент, который поставил в тупик врачей

Объект исследования, PSR J2322-2650b, давно интриговаластрономов. Планета размером с Юпитер, которая вращается вокругмиллисекундного пульсара — быстро вращающейся нейтронной звезды, оставшейся послевзрыва сверхновой. Такие системы называют «черными вдовами»: пульсар своиммощным излучением буквально «пожирает» своего компаньона. До сих пор считалось,что такие планеты — это «обглоданные» ядра бывших звезд, состоящие из смеситяжелых элементов.

Однако когда команда астрофизиков направила на планетузеркала «Джеймса Уэбба» и проанализировала ее спектр, они увидели нечтоневероятное. Вместо ожидаемой смеси кислорода, азота и других элементов,атмосфера оказалась перенасыщена молекулярным углеродом (C2 и C3). Соотношениеуглерода к кислороду там превышает 100, а к азоту — 10 000. Это мир, где ватмосфере практически нет ничего, кроме сажи и графита.

Мир, где облака из сажи, а ветры дуют назад

Что это значит в реальности? Представьте себе мир, где небочерное не от безвоздушности, а от углеродной пыли. Где вместо водяного параоблака состоят из сажи. Где с неба может идти графитовый снег, а вся атмосферапо составу напоминает грифель простого карандаша. Это открытие настольковыбивается из всего, что мы знали, что ученые даже не могут с уверенностью смоделироватьтакой мир.

Вдобавок ко всему, данные телескопа показали еще однуаномалию. На планете дуют мощные ветры, направленные на запад — против вращенияпланеты. Для горячих юпитеров, которые быстро вращаются (а PSR J2322-2650bделает оборот всего за 7.8 часа), характерны ветры, дующие на восток, понаправлению вращения. Здесь же все наоборот. Это указывает на совершенно иную,еще не изученную динамику атмосферы.

Почему это ломает теории?

Открытие углеродной планеты не просто научноелюбопытство. Оно наносит удар по фундаментальной теории «черных вдов». Этатеория гласила, что пульсар «обдирает» внешние слои звезды-компаньона, оставляяпосле себя плотное ядро, богатое гелием, кислородом, азотом. Но откуда в такомобъекте взялся почти чистый углерод в таких гигантских количествах, да еще и ватмосфере?

Текущие модели не могут этого объяснить. Ученыепредполагают, что-либо процесс «обдирания» звезды устроен гораздо сложнее, чеммы думали, либо эта планета сформировалась по совершенно иному, поканеизвестному нам сценарию. Это тот редкий случай, когда одно открытие неотвечает на вопросы, а создает десяток новых, заставляя целую областьастрофизики вернуться к чертежной доске.

С полными результатами исследованияможно ознакомиться в оригинальной статье, опубликованной в TheAstrophysical Journal Letters.