აღმოჩენილია ძლიერ უცნაური ეგზოპლანეტა, რომელსაც ლიმონის ფორმა აქვს — #1tvმეცნიერება
ახლახან აღმოჩენილ ეგზოპლანეტას ნამდვილად ეკუთვნის ირმის ნახტომში ნაპოვნთა შორის ყველაზე უცნაური პლანეტის გვირგვინი.
მისი სახელია PSR J2322-2650b და ყველაფერი მის შესახებ, აბსოლუტური სიგიჟეა. წარმოადგენს ცხელი იუპიტერის ტიპის პლანეტას და გარს უვლის მილიწამურ პულსარს, რომლის გრავიტაცია მას ლიმონის ფორმაზე ჭიმავს. ატმოსფეროში ნახშირბადის ორთქლი აქვს და წიაღში შესაძლოა დომინირებს ჰელიუმი, მთლიანი ატმოსფერო კი პლანეტის ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებით ბრუნავს.
„ეს წარმოუდგენელი მოულოდნელობა იყო. მახსოვს, როცა მონაცემებს ჩავხედეთ, ჩვენი კოლექტივის რეაქცია იყო — ეს რა ჯანდაბაა?“, — ამბობს კარნეგის დედამიწისა და პლანეტების ლაბორატორიის ასტრონომი პიტერ გაო.
ეჭვგარეშეა, რომ ჩვენს სამყაროს ძალზე უცნაური პლანეტების წარმოქმნა შეუძლია, ბამბის ნაყინის მსგავსი ატმოსფეროს მქონე პლანეტებით დაწყებული, ლითონის ღრუბლებიანი, კორუნდის წვიმიანი და ულტრამკვრივი „ტყვია“ პლანეტებით დამთავრებული.
მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ხშირად ცდებიან ერთი შეხედვით შესაძლებლის ფარგლებს, უმეტეს პლანეტათა თვისებები და ქცევა გაგებას ექვემდებარება. PSR J2322-2650b მარტივ ახსნას არ ექვემდებარება; მისი მახასიათებლები ნამდვილად არ ემთხვევა პლანეტარული ევოლუციის არცერთ ცნობილ გზას.
„ძალიან ძნელი წარმოსადგენია, როგორ უნდა გაუჩნდეს პლანეტას ნახშირბადით ასე მდიდარი შემადგენლობა. როგორც ჩანს, გამორიცხულია ფორმირების ყველა ცნობილი მექანიზმი“, — ამბობს ჩიკაგოს უნივერსიტეტის ასტრონომი მაიკლ ჟანგი.
დედავარსკვლავი, სახელად PSR J2322-2650 (იგივე სახელი, ოღონდ ბოლოში b-ს გარეშე), ჩვენგან დაახლოებით 2055 სინათლის წლის მანძილზე მდებარეობს. წარმოადგენს ე. წ. მილიწამურ პულსარს — ნეიტრონულ ვარსკვლავს გამორჩეული თვისებებით.
თავად ნეიტრონული ვარსკვლავი ისედაც ექსტრემალური რამ არის — სუპერნოვას აფეთქების გზით მკვდარი მასიური ვარსკვლავის კოლაფსირებული ულტრამკვრივი ბირთვი. ვარსკვლავთა ეს ნაშთები მზეზე სულ მცირე 2,3-ჯერ მასიურია, მაგრამ ამ სფეროების დიამეტრი სულ რაღაც 20 კილომეტრია.
ნეიტრონული ვარსკვლავები მილიწამური პულსარები მაშინ ხდებიან, როცა მილიწამური სიჩქარით ბრუნავენ — PSR J2322-2650-ის შემთხვევაში ეს სულ რაღაც 3,46 მილიწამია; ამ დროს ისინი პოლუსებიდან ზუსტი ინტერვალებით ისვრიან რადიო და გამა-გამოსხივების მძლავრ ჭავლებს.
სწორედ ამან განაპირობა 2017 წელს PSR J2322-2650b-ის აღმოჩენა. ასტრონომებმა შენიშნეს, რომ სიზუსტე, რომელსაც ისინი დედავარსკვლავის რადიოპულსებში ელოდნენ, ცოტა გადახრილი იყო. ყურადღებით შეისწავლეს დრო და მიჰყვნენ გადახრას, რათა ენახათ პლანეტური მასის უხილავი კომპანიონი, რომელიც დაახლოებით 80 იუპიტერის მასის აღმოჩნდა და პულსარის გარშემო ერთ შემოვლას დაახლოებით 7,8 საათს ანდომებდა.
სულ ეს იყო ჩვენი ცოდნა იქამდე, ვიდრე ამ სისტემას დეტალურად დააკვირდებოდა ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპი. ვინაიდან ის სამყაროს ინფრაწითელ ტალღის სიგრძეებში აკვირდება და არა რადიო ან გამა სხივების დიაპაზონში (გამოსხივება, რომელიც უხვად მოედინება ვარსკვლავიდან), შეუძლია ეგზოპლანეტის მკაფიოდ დანახვა, რაც დაკვირვების ბრწყინვალე შანსს იძლევა.
„ეს სისტემა უნიკალურია, რადგან შეგვიძლია დედავარსკვლავის მიერ გადანათებული პლანეტის დანახვა ისე, რომ არ დავინახოთ თავად დედავარსკვლავი. შედეგად, ნამდვილად ხელუხლებელი სპექტრი მივიღეთ. ამ სისტემის შესწავლა უკეთესად და უფრო დეტალურად შეგვიძლია, ვიდრე ნორმალური ეგზოპლანეტების“, — ამბობს სტენფორდის უნივერსიტეტის ასტრონომი მაია ბელენზნი.
ამის გამო, ჩატარდა მთელი რიგი დაკვირვებები ეგზოპლანეტის ატმოსფერულ გარემო პირობებზე, მათ შორის, ქარის სიჩქარესა და მიმართულებაზე, ტემპერატურასა და შემადგენლობაზე.
იმის შესახებ, თუ როგორი შეიძლება ყოფილიყო ეს პლანეტა, მეცნიერებს გარკვეული იდეები ჰქონდათ მისი ატმოსფეროს წინა კვლევებზე და საბაზისო ქიმიაში არსებულ ცოდნაზე დაყრდნობით. შესაძლებელი იყო, რომ PSR J2322-2650b, როგორც პულსარის პირველი პლანეტა, რომლის ატმოსფეროც შეისწავლეს, გარკვეულწილად უცნაური ყოფილიყო, მაგრამ ნამდვილად არავინ ელოდა იმას, რაც ჯეიმს ვების დაკვირვებებმა ცხადყო.
პირველ რიგში, ვინაიდან ეგზოპლანეტა ვარსკვლავთან ძალიან ახლოს არის, მის ატმოსფეროს დედავარსკვლავის გრავიტაცია ექაჩება. ატმოსფეროს ურტყამს გამა რადიაციაც, რომელიც მას დაახლოებით 1630 გრადუს ცელსიუსამდე აცხელებს — გაცილებით მეტად, ვიდრე მხოლოდ ვარსკვლავის სინათლის მიერ გაცხელების შემთხვევაში უნდა იყოს.
ამას გარდა, ატმოსფერო ეგზოპლანეტის გარშემო დასავლეთის მიმართულებით ბრუნავს, პლანეტის აღმოსავლეთით მიმართული ბრუნვის საპირისპიროდ; პლანეტის ბრუნვა პულსარის გარშემო ორბიტაზეა ჩაკეტილი.
ყველაზე დიდი უცნაურობები კი პლანეტის შემადგენლობით იწყება; შეიცავს უზარმაზარი ოდენობით ნახშირბადს, რომელიც დაბალ განედებზე შეიძლება ალმასების წვიმად კრისტალიზდეს.
„ეს გახლავთ ახალი ტიპის პლანეტური ატმოსფერო, როგორიც ჯერ აქამდე არავის უნახავს. ნორმალური მოლეკულების ნაცვლად, რომელთა ხილვასაც უნდა ველოდეთ ეგზოპლანეტაზე — როგორიც არის წყალი, მეთანი და ნახშირორჟანგი — ვნახეთ მოლეკულური ნახშირბადი, კერძოდ C3 და C2“, — ამბობს ჟანგი.
ზოგიერთი პასუხი შეიძლება იმალებოდეს კითხვაში: როგორ გადაურჩა პლანეტა სუპერნოვას დროს ბირთვის კოლაფსირებას, რომლის შედეგადაც დაიბადა ნეიტრონული ვარსკვლავი? სინამდვილეში, ამ კითხვაზე არსებობს კარგი პასუხი. ასე არ არის, ყოველ შემთხვევაში, PSR J2322-2650b-ს შემთხვევაში.
მის მახასიათებლებზე დაყრდნობით, ჟანგს და მის კოლეგებს სჯერათ, რომ ეს ეგზოპლანეტა შეიძლება სულაც არ იყოს სტანდარტული პლანეტა — შესაძლოა, თავდაპირველად ის ჰელიუმის ვარსკვლავი იყო.
შავი ქვრივის სახელით ცნობილი პულსარები სხვა ვარსკვლავებთან წყვილურ სისტემებში გვხვდება, რომლებსაც ისინი ნელ-ნელა ანადგურებენ ზუსტად ისე, როგორც შავი ქვრივი ობობა ანადგურებს თავის მეწყვილეს. ეს ეროზია ხსნის „ეგზოპლანეტის“ ჰელიუმის წიაღს და ატმოსფეროში ნახშირბადსაც კი.
მიუხედავად ამისა, გარკვეული კითხვები მაინც რჩება.
„როდესაც კომპანიონი ვარსკვლავი ცივდება, წიაღში არსებული ნახშირბადისა და ჟანგბადის ნარევი კრისტალიზებას იწყებს. სუფთა ნახშირბადის კრისტალები ზედაპირზე ტივტივებს და ჰელიუმს ერევა, სწორედ ამას ვხედავთ ჩვენ. მაგრამ შემდეგ ხდება რაღაც, რაც იქიდან ჟანგბადს და აზოტს აშორებს. სწორედ აქ იწყება კამათი“, — ამბობს სტენფორდის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი როჯერ რომანი.
ვინაიდან შემადგენლობას აღარ აქვს ის მასა, რაც საჭიროა მის ბირთვში ატომების სინთეზისთვის, ის უკვე აღარ კლასიფიცირდება, როგორც ვარსკვლავი და აღარც ყავისფერი ჯუჯა — კიდევ ერთი მტკიცებულება, რომელიც შლის ხაზებს პლანეტებსა და ვარსკვლავებს შორის.
სამომავლო დაკვირვებები შეიძლება დაგვეხმაროს ამ სისტემის უცნაურობის ამოხსნაში, ისეთის, როგორიც აქამდე არასდროს გვინახავს.
„სასიამოვნოა, როცა ყველაფერი იცი. მოუთმენლად ველოდები მეტის გაგებას ამ ატმოსფეროს უცნაურობის შესახებ. შესანიშნავია, როცა თავსატეხი გაქვს ამოსახსნელი“, — ამბობს რომანი.
კვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.uchicago.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.