Τα δεδομένα δημοσιεύθηκαν προ μερικών 24ώρων στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters και ήδη θεωρούνται από τα πιο αινιγματικά ευρήματα των τελευταίων ετών.
Η παρατήρηση ενός εξωπλανήτη με σχήμα λεμονιού, παραμορφωμένου από ακραίες βαρυτικές δυνάμεις και με ατμόσφαιρα που δεν μοιάζει με καμία γνωστή πλανητική σύνθεση, φέρνει την αστροφυσική αντιμέτωπη με τα όριά της.
Χρησιμοποιώντας το James Webb Space Telescope, επιστήμονες της NASA παρατήρησαν τον εξωπλανήτη PSR J2322-2650b, ένα αντικείμενο μάζας παρόμοιας με του Δία, του οποίου η ατμοσφαιρική σύσταση αψηφά κάθε έως τώρα μοντέλο πλανητικού σχηματισμού. Τα δεδομένα δημοσιεύθηκαν προ μερικών 24ώρων στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters και ήδη θεωρούνται από τα πιο αινιγματικά ευρήματα των τελευταίων ετών.
Η έκπληξη των ερευνητών ήταν άμεση
Η έκπληξη των ερευνητών ήταν άμεση. «Ήταν μια απόλυτη έκπληξη», δήλωσε ο Πίτερ Γκάο από το Εργαστήριο Γης και Πλανητών Carnegie στην Ουάσιγκτον. «Θυμάμαι ότι μόλις κατεβάσαμε τα δεδομένα, η συλλογική μας αντίδραση ήταν: “Τι στο καλό είναι αυτό;”. Είναι εξαιρετικά διαφορετικό από αυτό που περιμέναμε». Η ατμόσφαιρα του πλανήτη φαίνεται να κυριαρχείται από ήλιο και μοριακό άνθρακα, με ανιχνεύσιμες μορφές C₂ και C₃, αντί για τα συνηθισμένα μόρια όπως το νερό, το μεθάνιο ή το διοξείδιο του άνθρακα που παρατηρούνται σχεδόν σε όλους τους γνωστούς εξωπλανήτες.
Ο PSR J2322-2650b περιφέρεται γύρω από έναν πάλσαρ, έναν ταχέως περιστρεφόμενο αστέρα νετρονίων. Οι πάλσαρ εκπέμπουν δέσμες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε εξαιρετικά κανονικά χρονικά διαστήματα, από χιλιοστά του δευτερολέπτου έως λίγα δευτερόλεπτα, σαν κοσμικοί φάροι. Στην προκειμένη περίπτωση, ο συγκεκριμένος πάλσαρ είναι τόσο μικρός σε μέγεθος –αντίστοιχος με μια πόλη– αλλά με μάζα συγκρίσιμη με του Ήλιου, ώστε εκπέμπει κυρίως ακτίνες γάμμα και σωματίδια υψηλής ενέργειας, αόρατα στο υπέρυθρο φάσμα του Webb. Αυτό το γεγονός αποδείχθηκε καθοριστικό.
«Αυτό το σύστημα είναι μοναδικό, επειδή μπορούμε να δούμε τον πλανήτη φωτισμένο από το άστρο-ξενιστή του, χωρίς όμως να βλέπουμε καθόλου το ίδιο το άστρο», εξήγησε η Μάγια Μπελεζνέι, υποψήφια διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ. «Έτσι παίρνουμε ένα πραγματικά "καθαρό" φάσμα και μπορούμε να μελετήσουμε το σύστημα με λεπτομέρεια που σπάνια έχουμε σε εξωπλανήτες».
Οι συνθήκες στον πλανήτη είναι ακραίες. Η απόστασή του από τον πάλσαρ είναι μόλις 1 εκατομμύριο μίλια, όταν η Γη απέχει περίπου 100 εκατομμύρια μίλια από τον Ήλιο. Η εγγύτητα αυτή σημαίνει ότι ολόκληρο το “έτος” του πλανήτη διαρκεί μόλις 7,8 ώρες. Οι βαρυτικές δυνάμεις του πάλσαρ είναι τόσο ισχυρές ώστε παραμορφώνουν τον πλανήτη, τραβώντας τον σε ένα επιμήκες, ασύμμετρο σχήμα που θυμίζει λεμόνι. Οι καλλιτεχνικές απεικονίσεις δείχνουν έναν κόσμο με επιφάνειες σε αποχρώσεις του κόκκινου, του ροζ και του φούξια, πιο φωτεινό στην επιμήκη άκρη του και να χάνεται στο σκοτάδι στην πλατύτερη πλευρά του.
Ακόμη πιο αινιγματική είναι η χημεία της ατμόσφαιρας. Σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από περίπου 650 βαθμούς Κελσίου στη νυχτερινή πλευρά έως πάνω από 2.000 βαθμούς Κελσίου στην ημερήσια, ο άνθρακας κανονικά θα δεσμευόταν με οξυγόνο ή άζωτο. Όμως εδώ, το μοριακό άνθρακα κυριαρχεί, κάτι που σημαίνει ότι σχεδόν απουσιάζουν άλλα στοιχεία. Από περίπου 150 πλανήτες εντός και εκτός του ηλιακού συστήματος που έχουν μελετηθεί με λεπτομέρεια, κανένας άλλος δεν παρουσιάζει ανιχνεύσιμες ποσότητες μοριακού άνθρακα. Ο Μάικλ Τζανγκ, κύριος ερευνητής της μελέτης από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, το έθεσε ωμά: «Αυτό είναι ένα νέο είδος πλανητικής ατμόσφαιρας που κανείς δεν έχει ξαναδεί».
Το σύστημα θυμίζει τις λεγόμενες «διατάξεις μαύρης χήρας», όπου ένας πάλσαρ καταστρέφει σταδιακά τον μικρότερο συνοδό του. Ωστόσο, εδώ ο συνοδός δεν είναι άστρο αλλά εξωπλανήτης, σύμφωνα με τον ορισμό της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, που θέτει το όριο στους 13 Δία-μάζες. Από τους περίπου 6.000 γνωστούς εξωπλανήτες, αυτός είναι ο μόνος που μοιάζει με αέριο γίγαντα και ταυτόχρονα περιφέρεται γύρω από πάλσαρ. «Σχηματίστηκε σαν κανονικός πλανήτης; Όχι, γιατί η σύσταση είναι εντελώς διαφορετική», λέει ο Τζανγκ. «Σχηματίστηκε αφαιρώντας τα εξωτερικά στρώματα ενός άστρου, όπως στα τυπικά συστήματα μαύρης χήρας; Πιθανότατα όχι, γιατί η πυρηνική φυσική δεν παράγει καθαρό άνθρακα».
Μια πιο ποιητική αλλά εξίσου αινιγματική υπόθεση διατυπώνει ο Ρότζερ Ρομάνι από το Στάνφορντ και το Ινστιτούτο Kavli. «Καθώς ο συνοδός ψύχεται, το μείγμα άνθρακα και οξυγόνου στο εσωτερικό αρχίζει να κρυσταλλώνεται», εξηγεί. «Καθαροί κρύσταλλοι άνθρακα επιπλέουν προς τα πάνω και αναμειγνύονται με το ήλιο, και αυτό είναι που βλέπουμε». Ωστόσο, παραμένει άγνωστο τι κρατά μακριά το οξυγόνο και το άζωτο. «Αλλά είναι ωραίο να μην τα ξέρουμε όλα», καταλήγει. «Είναι υπέροχο να έχουμε ένα αίνιγμα να κυνηγήσουμε». Σε αυτόν τον λεμονόσχημο κόσμο, η άγνοια δεν είναι αποτυχία, αλλά κινητήρια δύναμη της επιστημονικής περιέργειας.