Свежее исследование на основе данных космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) выявило необычную атмосферу у экзопланеты PSR J2322-2650b, которая вращается вокруг миллисекундного пульсара в системе «чёрная вдова».

Вдохновлённые спектроскопическими наблюдениями, учёные обнаружили, что атмосфера этой планеты почти полностью состоит из элементарного углерода, что является беспрецедентным случаем. Предполагается, что углерод представлен в виде молекул триизотопного (C3) и двуизотопного (C2) углерода – веществ, обычно встречающихся в кометных хвостах или пламени.

Пульсар PSR J2322-2650 «пожирает» свою звезду-компаньона, которая превратилась в горячий Юпитер – планету размером с Юпитер, совершающую оборот за 7,8 часа. Хотя плотность планеты соответствует модели, где она преимущественно состоит из гелия, химический состав атмосферы резко отличается. Особенно ярко проявляется различие между дневной и ночной сторонами: температура на постоянно освещённой стороне достигает свыше 2000°С, где видны чёткие химические следы, тогда как тёмная сторона почти не показывает спектральных признаков, что говорит о покрытии сажей или подобными веществами.

Исследователи также вычислили соотношения углерода к кислороду (C/O > 100) и углерода к азоту (C/N > 10 000), что в тысячи раз превышает аналогичные показатели Земли. Это бросает вызов существующим моделям формирования «чёрных вдов», где внешние слои планеты должны были испариться или быть «сожжены» высокоэнергетическим излучением пульсара. Теории о формировании через слияние белых карликов также не объясняют такие высокие уровни углерода.

Однако некоторые характеристики планеты, например, ветры, совпадают с моделями атмосферной циркуляции быстро вращающихся планет. Данные JWST показали, что самая горячая точка смещена на 12 градусов западнее центра — впервые подтверждён феномен западных ветров на подобных объектах.

Таким образом, PSR J2322-2650b представляет собой уникальный объект, сочетающий типичные особенности «чёрной вдовы» и уникальную углеродистую атмосферу, что заставит астрономов пересмотреть теории.