Desde que os astrónomos descobriram os primeiros mundos extrasolares em meados da década de 1990, estes planetas extrassolares, ou “exoplanetas”, têm-nos surpreendido com as suas características estranhas.
Uma nova descoberta usando Telescópio Espacial James Webb (JWST), pode ser o exoplaneta mais estranho até agora, com uma atmosfera diferente de tudo que já vimos em um exoplaneta. Atualmente, a equipe por trás da descoberta não consegue explicar como tal planeta poderia ter se formado.
Isto por si só não é surpreendente. O primeiro planeta fora do universo sistema solar Foi confirmado que Poltergeist (PSR B1257+12 B) e Phobetor (PSR B1257+12 C), descobertos em 1992, também orbitam pulsares, que são estrelas de nêutrons jovens e de rotação rápida.
No entanto, o que torna o PSR J2322-2650b único é que ele tem uma forma elipsoidal, como um limão planetário ou uma bola de futebol, e tem uma atmosfera que os cientistas nunca viram antes.
“Foi definitivamente uma surpresa”, disse o membro da equipe Peter Gao, do Carnegie Earth and Planetary Laboratory. disse em um comunicado. “Lembro que quando anotamos os dados, nossa reação coletiva foi ‘Que diabos é isso?’ Foi tão diferente do que esperávamos.”
A atmosfera do PSR J2322-2650b é composta principalmente de hélio e carbono, e pode ter nuvens de fuligem de carbono que se condensam em diamantes e chovem na Terra.
PSR J2322-2650b está a apenas 1,6 milhão de quilômetros de sua estrela-mãe pulsar (a distância entre a Terra e o Sol é cerca de 100 vezes a do Sol) e completa uma órbita aproximadamente a cada 8 horas. A sua forma de limão é formada por forças de maré criadas dentro do planeta pela poderosa atração gravitacional da estrela morta à qual está ligado.
“Um novo tipo de atmosfera planetária nunca vista antes”
Como todas as estrelas de nêutrons, os pulsares nascem quando estrelas massivas com pelo menos 10 vezes o tamanho do nosso Sol ficam sem combustível. fusão nuclear. Isto faz com que as camadas externas da estrela e grande parte da sua massa sejam destruídas numa explosão de supernova.
O que resta é um núcleo com 1 a 2 vezes a massa do Sol, cuja largura foi reduzida a cerca de 20 quilómetros e, como retém o momento angular, pode girar até 700 vezes por segundo!
A estrela-mãe do PSR J2322-2650b é o chamado pulsar de milissegundos, mas embora emita forte radiação de raios gama, não emite muita luz infravermelha. Como o JWST foi projetado para observar o universo em luz infravermelha, isso significa que a poderosa Estrela da Morte não atrapalhará Um telescópio espacial de US$ 10 bilhõesVista do PSR J2322-2650b.
Isto permitiu à equipa investigar detalhadamente a atmosfera do PSR J2322-2650b e revelar a sua composição única.
“Este é um novo tipo de atmosfera planetária que nunca foi visto antes”, disse o líder da equipe, Michael Zhang, da Universidade de Chicago. “Em vez de encontrar as moléculas normais que esperamos ver nos exoplanetas – como água, metano e dióxido de carbono – vimos moléculas de carbono, especificamente carbono-3 e carbono-2.”
PSR J2322-2650b está travado por maré em sua estrela, o que significa que um lado está permanentemente voltado para a estrela de nêutrons, o lado diurno do planeta, enquanto o outro lado está permanentemente voltado para o espaço, seu lado noturno.
PSR J2322-2650b tem uma temperatura máxima diurna de 3.700 graus Fahrenheit (2.040 graus Celsius) e uma temperatura mínima noturna de 1.200 graus Fahrenheit (650 graus Celsius).
Nessas temperaturas, as moléculas de carbono deveriam se combinar com outros tipos de átomos para dominar apenas se houver pouco oxigênio ou nitrogênio na atmosfera do planeta. Dos cerca de 150 exoplanetas estudados até agora, nenhum outro planeta possui moléculas de carbono detectáveis na sua atmosfera.
“Essa coisa se formou como um planeta comum? Não, porque os ingredientes são completamente diferentes”, disse Zhang. “Ele se formou removendo as partes externas da estrela, como se forma um sistema ‘normal’ de viúva negra?
“Provavelmente não, porque a física nuclear não produz carbono puro. É difícil imaginar como se poderia obter uma composição tão extremamente rica em carbono. Parece excluir todos os mecanismos de formação conhecidos.”
Um caminho possível para a formação do planeta depende de fenómenos únicos que ocorrem na bizarra atmosfera do PSR J2322-2650b.
“À medida que a estrela companheira arrefece, a mistura de carbono e oxigénio no seu interior começa a cristalizar. Cristais de carbono puro flutuam até ao topo e misturam-se com hélio, e é isso que vemos,” disse Roger Romani, membro da equipa, investigador da Universidade de Stanford. “Mas então algo tem que acontecer para impedir a entrada de oxigênio e nitrogênio. Esse é o mistério.
“Mas é bom não saber tudo. Estou ansioso para aprender mais sobre a estranheza desta atmosfera. É bom ter um quebra-cabeça para explorar.”
