Desde que os astrónomos descobriram o primeiro mundo fora do sistema solar, em meados da década de 1990, estes planetas extra-solares, ou “exoplanetas”, têm-nos surpreendido com as suas propriedades estranhas.
Uma nova invenção desenvolvida usando O Telescópio Espacial James Webb (JWST), pode ser o exoplaneta mais estranho até agora, com uma atmosfera que nunca vimos num exoplaneta. Atualmente, a equipe por trás da descoberta não consegue explicar como esse planeta se formou.
Não é tão estranho. Os primeiros planetas além sistema solar Poltergeist (PSR B1257+12 B) e Phobetor (PSR B1257+12 C), descobertos em 1992, também orbitam pulsares, formas jovens e de rotação rápida de estrelas de nêutrons que sempre foram confirmadas.
No entanto, o que diferencia o PSR J2322-2650b é que ele tem uma forma elíptica, como um limão planetário ou uma bola de futebol, e tem uma atmosfera que nenhum cientista jamais viu.
“Foi uma surpresa completa”, disse o membro da equipe Peter Gao, do Carnegie Earth and Planets Observatory. disse em um comunicado. “Depois que obtivemos os dados, nossa reação coletiva foi ‘o que diabos é isso?’ É muito diferente do que esperávamos.”
A atmosfera do PSR J2322-2650b é dominada por hélio e carbono, e pode haver nuvens de fuligem de carbono que se condensaram para formar diamantes cobrindo o planeta.
A cerca de 1,6 milhão de km de sua estrela-mãe pulsar (a Terra está 100 vezes mais distante do Sol), o PSR J2322-2650b completa uma órbita a cada 8 horas. A sua forma semelhante a um limão emerge das forças de maré geradas no interior do planeta pela poderosa atração gravitacional da estrela morta à qual se agarra.
“Um novo tipo de atmosfera planetária nunca vista antes”
Como todas as estrelas de nêutrons, os pulsares nascem quando estrelas pelo menos 10 vezes mais massivas que o Sol ejetam seu combustível. Fusão nuclear. Isso faz com que as camadas externas da estrela e a maior parte de sua massa sejam descartadas em uma explosão de supernova.
O da esquerda tem 1 a 2 vezes a massa do Sol, esmaga-o com cerca de 20 quilómetros de largura e, como conserva o momento angular, gira 700 vezes mais rápido por segundo!
A estrela-mãe do PSR J2322-2650b é o chamado pulsar de milissegundos, mas embora exploda com intensa radiação de raios gama, não emite muita luz infravermelha. O JWST foi projetado para observar o universo no infravermelho, então esta poderosa estrela morta não irá impedi-lo. Um telescópio espacial de US$ 10 bilhõesVista do PSR J2322-2650b.
Isto permitiu à equipe estudar detalhadamente a atmosfera do PSR J2322-2650b e descobrir sua estrutura única.
“Este é um novo tipo de atmosfera planetária que ninguém viu antes”, disse o líder da equipe, Michael Zhang, da Universidade de Chicago. “Em vez de encontrar as moléculas normais que esperaríamos encontrar num exoplaneta, como água, metano e dióxido de carbono, encontrámos carbono molecular, especificamente carbono-3 e carbono-2.”
PSR J2322-2650b está bloqueado por maré com sua estrela, o que significa que um lado está permanentemente voltado para a estrela de nêutrons, o lado diurno do planeta, e o outro 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), enquanto uma temperatura mínima noturna de 1.200 graus Fahrenheit (650 graus Celsius).
A esta temperatura, o carbono molecular deve ligar-se a outros tipos de átomos, dominando a atmosfera do planeta se quase não houver oxigênio ou nitrogênio. Das cerca de 150 atmosferas de exoplanetas estudadas até agora, nenhuma contém carbono molecular detectável.
“Formou-se como um planeta normal? Não, porque a composição é completamente diferente”, disse Zhang. “Formou-se removendo o exterior da estrela, como acontece nos sistemas ‘normais’ de viúva negra?”
“Provavelmente não, porque a física nuclear não cria carbono puro. É muito difícil imaginar como se consegue este composto altamente enriquecido em carbono. Parece excluir todos os mecanismos de formação conhecidos.”
Uma forma possível de formar este planeta é baseada num evento único que ocorre na estranha atmosfera do PSR J2322-2650b.
“À medida que a companheira esfria, a mistura de carbono e oxigênio no interior começa a cristalizar. Cristais de carbono puro flutuam até o topo e se misturam com o hélio, que é o que vemos”, disse Roger Romani, membro da equipe e pesquisador da Universidade de Stanford. “Mas então algo tem que acontecer para manter o oxigênio e o nitrogênio afastados. É aí que entra o mistério.
“Mas é bom não saber tudo. Estou ansioso para aprender mais sobre a estranheza desta atmosfera. É ótimo acompanhar um mistério.”
