Космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST) получил уникальные данные об экзопланете, обращающейся вокруг пульсара — сверхплотного остатка взорвавшейся звезды. Речь идёт о системе PSR J2322−2650, где массивная планета движется по крайне тесной орбите вокруг быстро вращающейся нейтронной звезды. Новые наблюдения позволили впервые провести детальный анализ состава её атмосферы и показать, насколько необычными могут быть планетные миры за пределами привычных сценариев.
Почему планеты у пульсаров — редкость
Пульсары образуются после взрыва сверхновой, сопровождающегося колоссальным выбросом энергии и разрушением окрестного пространства. В таких условиях классическое формирование планет считается маловероятным: протопланетный диск должен быть уничтожен ещё на ранней стадии. Поэтому системы, где у пульсара есть планета, остаются исключением.
PSR J2322−2650 — один из немногих известных примеров. Его планета имеет массу, сопоставимую с газовыми гигантами, и обращается вокруг пульсара с периодом менее 8 часов. Это означает, что расстояние между объектами чрезвычайно мало по астрономическим меркам, а гравитационное и радиационное воздействие звезды на планету — экстремальное.
Условия, не имеющие аналогов в Солнечной системе
Нейтронная звезда в системе PSR J2322−2650 обладает массой, превышающей солнечную, но при этом сжата до размеров крупного города. Такое сочетание приводит к мощным приливным силам. Планета находится в состоянии приливной блокировки: одна её сторона постоянно обращена к пульсару.
Температура на освещённой стороне достигает нескольких тысяч градусов, тогда как на ночной стороне она значительно ниже, хотя всё равно остаётся очень высокой. Эти условия формируют резкие контрасты давления и температуры в атмосфере, что делает её физику особенно сложной для моделирования.
Что показали наблюдения телескопа Webb
JWST использовал инфракрасные спектрометры для анализа теплового излучения планеты на протяжении её орбитального движения. Такой подход позволил отделить сигнал самой планеты от излучения пульсара, который практически не проявляется в инфракрасном диапазоне.
Полученные спектры указали на необычный химический состав атмосферы. В ней доминируют углеродсодержащие молекулы и гелий, при этом признаки кислорода, азота и воды выражены крайне слабо либо отсутствуют. Подобное сочетание ранее не фиксировалось ни у одной экзопланеты с измеренным атмосферным составом.
Почему углеродная атмосфера — это важно
Большинство изученных атмосфер экзопланет, включая горячие юпитеры, демонстрируют заметное присутствие кислородных соединений, водяного пара или углекислого газа. Атмосфера PSR J2322−2650b отличается принципиально: она сформирована в условиях, где стандартные химические пути оказываются нарушены.
Высокая температура и дефицит кислорода создают среду, в которой углерод остаётся в молекулярной форме, а не связывается в привычные соединения. Это делает планету важным объектом для проверки моделей высокотемпературной атмосферной химии.
Искажённая форма планеты
Наблюдения также показали, что планета заметно деформирована. Из-за сильных приливных сил она вытянута вдоль линии, направленной к пульсару. Такая форма указывает на то, что планета находится близко к пределу устойчивости: при ещё меньшем расстоянии она могла бы начать терять вещество или даже разрушиться.
Измерения теплового излучения с разных фаз орбиты подтвердили, что форма планеты влияет на распределение температуры и плотности атмосферы.
Как могла появиться такая система
Происхождение PSR J2322−2650b остаётся открытым вопросом. Рассматриваются несколько сценариев:
- формирование планеты после взрыва сверхновой из остатков вещества;
- выживание ядра более крупного объекта, утратившего значительную часть массы;
- перераспределение вещества от звезды-компаньона, разрушенного пульсаром.
Ни один из этих механизмов пока не объясняет все наблюдаемые характеристики, особенно необычный состав атмосферы.
Почему это открытие важно для науки
Изучение PSR J2322−2650b расширяет представления о том, где и при каких условиях могут существовать планеты. Оно показывает, что планетные атмосферы способны формироваться и сохраняться даже в средах, которые долгое время считались несовместимыми с их существованием.
Кроме того, работа демонстрирует потенциал телескопа James Webb для исследований экзотических объектов, недоступных предыдущим обсерваториям. Это открывает путь к изучению других редких и экстремальных планетных систем.
Что дальше
Учёные планируют продолжить наблюдения системы PSR J2322−2650, чтобы уточнить динамику атмосферы, возможные потоки вещества и долговременную стабильность планеты. Эти данные помогут понять, насколько подобные миры являются уникальными или же представляют собой редкий, но закономерный класс объектов во Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам https://phys.org/news/2025-12-webb-pulsar-orbiting-planet-composition.html
