Az 1990-es évek óta a szakértők találtak néhány igazán bizarr exoplanétát. Nagyon forró, nagyon nagy, több csillag körül keringő vagy furcsa szögben álló bolygókat is felfedeztek. A PSR J2322-2650b azonban még ezek közül is kilóg. A bolygóban eleve különös, hogy egy pulzár, egy pulzáló neutroncsillag körül kering. A pulzárok hatalmas csillagok összeomlott magjai, amelyek egy városnál kisebb méretű, de a Napunkkal megegyező tömegű gömbbe préselődtek, és erőteljes sugárzással bombázzák az űrt. Ezen a szélsőséges környezetben található a bolygó.
A PSR J2322-2650b tömege körülbelül akkora, mint a Jupiteré, és mindössze 7,8 óra alatt kerüli meg a pulzárt. A kettő közötti távolság tehát körülbelül a Föld és a Nap közötti távolság 1 százaléka. A pulzár gravitációs vonzása olyan erős, hogy a bolygó alakja eltorzult: nem gömbölyű, hanem inkább citrom alakú. Ez minden nagyon furcsa, de nem ez az, amit a James Webb (JWST) most feltárt. Az űrtávcsővel vizsgálódó kutatók megállapították, hogy a bolygó légköre héliumból és tiszta szénből áll, és a szén valószínűleg gyémántként hullik alá bolygó mélyebb rétegeibe. Egyetlen más ismert bolygó sem rendelkezik ilyen furcsa légkörrel, amelynek a létére egyelőre nincs magyarázat.
„Ez teljes meglepetés volt” – nyilatkozta Peter Gao, a PSR J2322-2650b-ről szóló új tanulmány társszerzője, a washingtoni Carnegie Earth and Planets Laboratory munkatársa. „Emlékszem, miután megláttuk az adatokat, a kollektív reakciónk az volt: Ez meg mi a fene? Teljesen eltér attól, amit vártunk.” A pulzár sok sugárzást bocsát ki, különösen nagy energiájú gamma-sugarakat és rádióhullámokat. Ez a fény láthatatlan a JWST számára, amely infravörös tartományban tanulmányozza az univerzumot. Ezek a sugarak azonban erős hatással van a bolygó légkörére, és a hatások mérhetők az infravörös sugárzásban, feltárva a bolygó összetételét.
„Ez a rendszer egyedülálló, mert láthatjuk a bolygót, amelyet a gazdacsillag megvilágít, de a gazdacsillagot egyáltalán nem látjuk” – magyarázta Maya Beleznay, a Stanford Egyetem harmadéves doktorandusza, aki a bolygó alakjának és pályájának geometriájának modellezésén dolgozott. „Így egy rendkívül tiszta spektrumot kapunk, és ezt a rendszert részletesebben tanulmányozhatjuk, mint a normál exobolygókat.”
„Ez egy új típusú légkör, amelyet még senki sem látott korábban. Ahelyett, hogy a szokásos molekulákat találtuk volna, amelyeket egy exoplanétán várunk – mint a víz, a metán és a szén-dioxid –, molekuláris szént, konkrétan C3 és C2 molekulákat láttunk” – mondja Michael Zhang, a Chicagói Egyetem kutatója, a vizsgálat vezetője. A szénmolekulák csak akkor lehetnek dominánsak egy légkörben, ha alig vagy egyáltalán nincs benne nitrogén és oxigén. Ellenkező esetben a szén ezekkel az elemekkel elreagálna. Ez az első olyan bolygó a 150 planéta közül, amelynek légkörét eddig jellemezték, és amelynek ilyen összetétele van.
A kutatók egyelőre nem tudják, hogyan jöhetett létre ez a furcsa világ. A pulzárok körül keringő apró csillagok esetében a pulzár anyagot lop a társától, az anyag pedig segít a pulzárnak felgyorsulni, ami olyan erős szeleket generál, amelyek végül elpusztítják a társcsillagot. A PSR J2322-2650b azonban nem csillag, hanem határozottan bolygó tömegű. A barna törpék, amelyek csillagokhoz hasonlóan alakulnak ki, de nem elég nagyok ahhoz, hogy magjukban fúzió induljon be, legalább 13-szor nagyobb tömegűeknek kell lenniük, mint a Jupiter. Ez a bolygó ennél jóval kisebb.
„Vajon úgy alakult ki, mint egy normális bolygó? Az nem lehet, mert az összetétele teljesen más” – mondta Zhang. „Talán a csillag külső rétegének leválásával formálódott? Valószínűleg ez sem igaz, mert ilyen módon nem jöhet létre tiszta szén. Nagyon nehéz elképzelni, hogyan lehet szénben ennyire gazdag összetételt elérni. Úgy tűnik, ez kizár minden ismert formálódási mechanizmust.”
Az egyik társszerző, Roger Romani (Stanford Egyetem és a Kavli Részecskeasztrofizika és Kozmológia Intézet) szerint az egyik lehetőség, hogy a most már bolygó méretű objektum egy csillag lecsupaszított magja lehet, és a már halott csillag teljesen bizarr légkört fejlesztett ki. „Ahogy a társcsillag lehűl, a belsejében lévő szén és oxigén keveréke kristályosodni kezd” – mondta Romani. „A tiszta szénkristályok a felszínre emelkednek és keverednek a héliummal: ezt látjuk. De valaminek történnie kellett, hogy az oxigén és a nitrogén hiányozzon. És itt az újabb rejtély.”
