Kartais kosmosas elgiasi taip, lyg specialiai norėtų pasijuokti iš mūsų vadovėlių. Astronomai, dirbantys su Jameso Webbo kosminiu teleskopu (JWST), paskelbė apie objektą, kuris atrodo kaip iš mokslinės fantastikos – Jupiterio masės planeta, ištempta į „citrinos“ formą, ir dar su keisčiausia iki šiol matyta atmosfera.
Planeta oficialiai vadinama PSR J2322-2650b. Skamba kaip eilinis katalogo kodas, bet jos istorija – tikrai neeilinė.
Planeta, kuri skrieja aplink „nežemišką“ žvaigždę
Ne Saulė, o pulsaras – žvaigždė miesto dydžio
PSR J2322-2650b nesisuka apie „normalią“ žvaigždę. Ji skrieja aplink pulsarą – itin tankų neutroninės žvaigždės likutį, kuris sukasi beprotišku greičiu ir skleidžia galingą spinduliuotę. Paprastai tariant: masė gali būti panaši į Saulės, bet dydis – tarsi miestas, o gravitacija ir spinduliuotė – be kompromisų.
Metai trunka 7,8 valandos
Atstumas iki „žvaigždės“ – apie 1,6 mln. km (kosminiu mastu tai tiesiog „prilipusi“ orbita). Dėl to vienas apsisukimas – visas planetos „metų“ ciklas – trunka vos apie 7,8 valandos.
Toks artumas reiškia vieną dalyką: planeta nuolat „tamposi“ gravitacijos replėse.
Kodėl ji „citrinos“ formos ir kuo tai svarbu
Gravitacija ją tiesiog deformuoja
Pulsaro gravitacija PSR J2322-2650b ištempia (potvyninės jėgos) taip stipriai, kad mokslininkai ją apibūdina kaip „lemon-shaped“ – citrinos arba amerikietiško futbolo kamuolio formos. Tai ne poetika, o bandymas paaiškinti, jog planeta nebėra gražus apvalus rutulys – ji fiziškai „sukreivinta“.
Temperatūrų kontrastai – kaip du skirtingi pasauliai
Kadangi planeta yra labai arti pulsaro ir, tikėtina, potvyniškai „prirakinta“, jos viena pusė nuolat kepa, kita – gyvena visai kitame režime. Skelbiama, kad dieninėje pusėje temperatūra gali siekti apie 2040 °C, o naktinėje kristi iki maždaug 650 °C.
Ir čia prasideda tikrasis „WTF“ momentas – atmosfera.
Atmosfera, kurios „neturėtų būti“
Vietoj vandens ir metano – molekulinė anglis
Daugumoje ištirtų egzoplanetų atmosferų astronomai tikisi rasti „klasiką“: vandens garus, metaną, anglies dioksidą ir panašiai. Tačiau PSR J2322-2650b atveju JWST duomenys parodė molekulinę anglį – konkrečiai C₂ (dikarboną) ir C₃ (trikarboną), o atmosfera apibūdinama kaip heliu ir anglimi dominuojanti.
Tai keista dėl labai paprastos priežasties: tokiame karštyje anglis paprastai „nenori“ būti tokia „vieniša“. Ji mieliau sudaro stabilesnius junginius su deguonimi ar azotu. O čia – lyg jų beveik nėra.
Kodėl mokslininkai sutriko
NASA pranešime ir žiniasklaidos apžvalgose kartojama ta pati nuotaika: tai visiškai neatitiko lūkesčių, todėl ir gimė ta emocinga reakcija „Kas čia per velnias?“
Tokio tipo atmosfera, bent jau pagal dabartinius modelius, atrodo tarsi „neteisinga“: arba kažkas nežinoma vyksta chemijoje, arba nežinome visos formavimosi istorijos, arba abu.
Kaip tokia planeta galėjo atsirasti
„Juodosios našlės“ sistema – kai žvaigždė po truputį suėda partnerį
Ši sistema priskiriama vadinamajam „black widow“ (juodosios našlės) tipui: pulsaras spinduliuote ir dalelių vėju ilgainiui gali „apgraužti“ palydovą. Tokiose sistemose objektai dažnai būna stipriai „nuniokoti“, su netikėtomis sudėtimis.
Hipotezės kol kas skamba kaip bandymas užlopyti skylę
Tyrėjai aptaria galimus scenarijus, kodėl atmosfera tokia anglinga: nuo ekstremalių sąlygų sukeltos cheminės „atrankos“ iki idėjos, kad planetos viduje vykstant procesams anglis gali iškilti į viršų ir maišytis su heliu. Bet kol kas tai labiau kryptys, o ne aiškus atsakymas.
Kai net NASA oficialiame tekste akcentuoja, kad kilmė lieka paslaptis, tai reiškia, jog čia tikrai ne tas atvejis, kai „dar šiek tiek duomenų ir viskas bus aišku“.
Kodėl šis atradimas svarbus ne tik astronomams
Nes jis priverčia perrašyti „kas įmanoma“
Egzoplanetų tyrimuose yra tylus susitarimas: galime rasti keistų pasaulių, bet jie vis tiek turėtų tilpti į chemijos ir fizikos rėmus. PSR J2322-2650b problema ta, kad ji nepatogiai išslysta iš įprastų rėmų: orbita absurdiškai trumpa, forma deformuota, o atmosfera – lyg iš kito „cheminio režimo“.
Nes JWST pagaliau „mato“ tai, ko anksčiau nepamatydavome
Tokio tipo detalus atmosferos „išskaitymas“ iš viso tapo įmanomas tik todėl, kad JWST gali itin jautriai matuoti infraraudonąją spinduliuotę ir spektrus. Kitaip tariant: pasaulis galėjo egzistuoti ir anksčiau, bet mes tiesiog neturėjome „akių“, kurios pastebėtų, kad jo atmosfera tokia absurdiška.
Kas toliau: daugiau stebėjimų ir vienas labai nemalonus klausimas
Didžiausia intriga dabar paprasta: ar PSR J2322-2650b yra vienetinė kosminė keistenybė, ar mes tiesiog iki šiol nežinojome, kur žiūrėti? Jei panašios anglies atmosferos bus aptiktos ir kitur, teks rimtai pergalvoti, kaip elgiasi medžiaga ekstremaliose „pulsaro virtuvėse“. Jei ne – tada turėsime vieną unikalų „kosminį mutantą“, kuris dar ilgai erzins teorijas.
Kol kas aišku viena: kosmosas vėl priminė, kad mūsų „logiška“ Visata kartais mėgsta daryti tai, ko neturėtų daryti.
Šaltiniai:
- https://www.space.com/astronomy/exoplanets/james-webb-space-telescope-discovers-a-lemon-shaped-exoplanet-unlike-anything-seen-before-what-the-heck-is-this
- https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-observes-exoplanet-whose-composition-defies-explanation
