Planeta, która wymyka się naukowym modelom

Jest wydłużona i tak silnie rozciągnięta przez grawitację,  że kształtem bardziej przypomina cytrynę niż kulę. Odkryta właśnie egzoplaneta PSR J2322-2650b krąży przy tym niezwykle blisko szybko wirującej gwiazdy neutronowej

PSR J2322-2650b okrąża pulsara w zaledwie 7,8 godziny. Większość znanych planet obiega zwykłe gwiazdy, a nie tak ekstremalne pozostałości po wybuchach supernowych. Tak ciasna orbita oznacza potężne oddziaływania grawitacyjne oraz ekstremalnie wysokie temperatury. 

Jeszcze większym zaskoczeniem okazał się skład atmosfery. Analiza widma wykazała obecność cząsteczkowego węgla w postaci molekuł C₂ i C₃, które wykryto po raz pierwszy w badaniach egzoplanet. W znanych atmosferach planetarnych węgiel niemal zawsze występuje związany z tlenem lub wodorem, na przykład w dwutlenku węgla czy metanie. W tym przypadku jest inaczej: węgiel wyraźnie dominuje, a tlenu i azotu jest zaskakująco mało.

W artykule opublikowanym w The Astrophysical Journal Letters autorzy stwierdzają, że stosunek węgla do tlenu przekracza sto,  a węgla do azotu 10 tys. To wartości, których nie da się łatwo wyjaśnić przy użyciu obecnych modeli powstawania i ewolucji planet. W typowych warunkach węgiel szybko łączy się z innymi pierwiastkami, dlatego jego obecność w takiej postaci stanowi poważne wyzwanie dla teorii.

Nietypowe jest także zachowanie atmosfery. Zmiany jasności planety w trakcie obiegu sugerują istnienie  silnych wiatrów, wiejących przeciwnie do kierunku obrotu planety. To kolejny sygnał, że procesy zachodzące na PSR J2322-2650b wyraźnie różnią się od tych obserwowanych na innych gorących egzoplanetach.

Badacze podkreślają przy tym, że niezwykły skład atmosfery nie oznacza, iż cała planeta jest „z węgla”. Modele wskazują, że jej wnętrze najprawdopodobniej zdominowane jest przez hel, a nietypowy skład chemiczny dotyczy głównie warstw zewnętrznych. To istotne rozróżnienie, które pokazująe, jak bardzo atmosfera może odbiegać od tego, co kryje się głębiej.

Znaczenie tego odkrycia wykracza poza samą ciekawostkę. PSR J2322-2650b należy do tzw. układów czarnej wdowy, w których pulsar stopniowo pozbawia swojego towarzysza materii. Dotychczas sądzono, że planety w takich układach powinny mieć dość przewidywalny skład chemiczny. Ten obiekt pokazuje jednak, że rzeczywistość bywa znacznie bardziej złożona.

Dla astronomów to cenna lekcja. Układy tego typu są naturalnymi laboratoriami do testowania teorii dotyczących powstawania planet, ewolucji ich atmosfer oraz wpływu skrajnych warunków na chemię całych światów. PSR J2322-2650b jest interesująca nie dlatego, że jest „dziwna”, lecz dlatego, że wyraźnie odsłania granice naszej wiedzy i wskazuje, gdzie warto ich wciąż szukać.

Źródła

• The Astrophysical Journal Letters, Michael Zhang i in., „A Carbon-rich Atmosphere on a Windy Pulsar Planet”, 16 grudnia 2025, DOI: 10.3847/2041-8213/ae157c.

• aktualności
• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi
• popularyzacja