Sebuah tim astronom internasional, dengan partisipasi dari lembaga-lembaga Eropa dan Amerika, telah mengidentifikasi sebuah planet ekstrasolar dengan siluet memanjang seperti lemon.yang memaksa dilakukannya peninjauan ulang terhadap beberapa gagasan yang sudah mapan tentang bagaimana dunia di luar Tata Surya lahir dan berevolusi.
Objek tersebut, yang dikatalogkan sebagai PSR J2322-2650b, dianalisis dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), yang dikembangkan oleh NASA bekerja sama dengan Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Badan Antariksa Kanada. Data tersebut mengungkapkan tidak hanya bentuk yang sangat terdistorsi oleh gravitasi, tetapi juga atmosfer yang tidak biasa didominasi oleh helium dan karbon yang membingungkan komunitas ilmiah.
Sebuah planet raksasa gas berubah bentuk menjadi seperti buah lemon.
PSR J2322-2650b memiliki massa yang sebanding dengan massa JupiterNamun bentuknya jauh dari bulat sempurna. Model yang diperoleh dari pengamatan JWST menunjukkan bahwa bentuknya Diameter ekuator kira-kira 38% lebih besar daripada diameter kutub.yang memberikannya tampilan seperti bola American football atau lemon yang memanjang.
Penyebab geometri ekstrem ini adalah... kedekatan dengan pulsarSebuah bintang neutron kecil dan sangat padat yang berputar dengan kecepatan tinggi. Planet ini terletak hanya 1,6 juta kilometer dari bintangnyaJarak yang sangat kecil jika dibandingkan dengan sekitar 150-160 juta kilometer yang memisahkan Bumi dari Matahari. Dalam kondisi ini, gaya gravitasi pasang surut Mereka menarik planet itu hingga mengalami deformasi.
Orbit yang sangat sempit ini membuat tahunnya sangat singkat: PSR J2322-2650b membutuhkan waktu sekitar 7,8 jam untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi pulsar tersebut.Pada praktiknya, seolah-olah planet tersebut secara permanen dikenai tarikan gravitasi yang brutal, yang menjelaskan siluet memanjang yang terdeteksi oleh tim ilmiah.
Para peneliti sendiri mengakui bahwa deteksi tersebut mengejutkan mereka. Setelah mengunduh data pertama dari JWST, reaksi dalam kelompok tersebut benar-benar seperti "Apa-apaan ini?", setelah memastikan bahwa objek tersebut tidak cocok, baik dari segi bentuk maupun komposisi, dengan planet ekstrasolar mana pun yang telah dipelajari hingga saat ini.
Sistem tipe "janda hitam" dengan sebuah planet sebagai korbannya.
Lingkungan tempat PSR J2322-2650b bergerak juga unik. Planet ini mengorbit sebuah pulsar milidetikBintang neutron dengan massa Matahari yang dikompresi menjadi benda seukuran kota. Benda-benda ini berputar ratusan kali per detik dan Mereka memancarkan pancaran radiasi elektromagnetik. yang menyapu angkasa seperti pancaran cahaya mercusuar.
Konfigurasi jenis ini dikenal sebagai sistem “janda hitam”Dalam kasus ini, pulsar secara bertahap melepaskan materi dari pasangannya. Biasanya, pasangan ini adalah bintang terang, yang selubung gasnya terkoyak dan menguap akibat bombardir sinar gamma dan angin partikel berenergi tinggi. Namun, dalam kasus ini, objek yang menyertai pulsar adalah sebuah planet ekstrasolar yang secara resmi diakui sebagai planet ekstrasolar oleh Persatuan Astronomi Internasional, dan bukan sebuah bintang.
Dari lebih dari 6.000 exoplanet Sejauh ini yang telah dikonfirmasi, PSR J2322-2650b menonjol sebagai satu-satunya raksasa gas panas yang terdeteksi mengorbit di sekitar pulsarSelain itu, hanya sejumlah kecil pulsar yang diketahui memiliki planet, menjadikan sistem ini sebagai laboratorium alami yang langka untuk mempelajari fisika ekstrem.
Pulsar tersebut terutama memancarkan sinar gamma dan partikel berenergi sangat tinggi lainnyayang, secara paradoks, ternyata menjadi keuntungan observasional. Emisi ini praktis tidak terlihat oleh instrumen inframerah dari teleskop James Webb, sehingga teleskop dapat merekam cahaya termal yang berasal dari planet tersebut dengan jelas tanpa silau yang biasa terjadi pada bintang deret utama yang terang.
Atmosfer yang didominasi oleh helium dan karbon molekuler
Meskipun bentuk lemonnya saja sudah membuat PSR J2322-2650b unik, yang benar-benar membingungkan para spesialis adalah... suasana eksotisAlih-alih molekul-molekul biasa yang telah terlihat di dunia lain—seperti uap air, metana, atau karbon dioksida-, pengamatan inframerah dari JWST menunjukkan campuran yang didominasi oleh helium dan karbon molekuler.
Spektrum yang dianalisis dengan jelas menunjukkan tanda-tanda dari C₂ dan C₃Dua konfigurasi molekul karbon yang belum pernah terdeteksi sejelas ini pada sebuah eksoplanet. Para penulis studi tersebut menekankan bahwa, di antara sekitar 150 atmosfer planet Setelah diteliti secara detail di dalam dan di luar Tata Surya, tidak ada yang menyerupai objek ini.
Suhu di planet ini sangat tinggi. Di sisi yang diterangi oleh pulsar, suhunya mencapai hampir... 2.040 ºC, sedangkan pada sisi yang diarsir, yang selalu diarahkan ke arah berlawanan oleh kopling pasang surut, perkiraannya sekitar 650 ºCPada kisaran suhu ini, jika terdapat banyak unsur lain, karbon cenderung akan bergabung dengan unsur-unsur tersebut, membentuk molekul yang lebih kompleks alih-alih muncul sebagai karbon molekuler "bebas".
Namun, analisis tersebut menunjukkan sebuah hampir tidak adanya oksigen dan nitrogen di atmosfer. Kekurangan ini menjelaskan mengapa karbon dapat mendominasi dalam bentuk C₂ dan C₃, tetapi pada saat yang sama menimbulkan teka-teki tentang asal usul planet ini: tidak ada model standar pembentukan planet yang memprediksi komposisi ekstrem seperti itu, kaya akan karbon dan sangat miskin akan unsur-unsur ringan lainnya.
Para peneliti bahkan menunjukkan kemungkinan bahwa ada awan jelaga dan partikel karbon mengambang di lapisan atas, yang di kedalaman bisa memadat dan menghasilkan struktur seperti berlian., menurut studi tentang mineral dan batuanMeskipun gagasan ini masih bersifat hipotetis untuk saat ini, hal ini sesuai dengan perhitungan tekanan dan suhu di dalam planet tersebut.
Asal usul yang menantang model pembentukan planet.
Memahami bagaimana suatu tubuh dengan karakteristik ini dapat terbentuk telah menjadi salah satu misteri besar dalam penelitian ini. Para penulis makalah tersebut menolak kemungkinan bahwa PSR J2322-2650b terbentuk sebagai... planet “konvensional” dalam cakram protoplanetkarena komposisi kimianya tidak sesuai dengan apa yang diamati pada raksasa gas lain yang berada di dekat bintangnya.
Hipotesis bahwa itu adalah sisa-sisa telanjang dari bintang pendamping kuno Pulsar tersebut akan mengikis lapisan luar, seperti yang terjadi pada bintang janda hitam pada umumnya. Fisika nuklir yang mengatur bagian dalam bintang tidak mendukung produksi sejumlah besar karbon murni tanpa dukungan signifikan dari elemen lain, sehingga skenario ini membuat kondisi atmosfer planet saat ini tetap tidak dapat dijelaskan.
Salah satu ide alternatif yang sedang dipertimbangkan adalah bahwa, saat objek mendingin, campuran internal dari karbon dan oksigen akan mulai mengkristalDalam proses tersebut, kristal karbon Unsur-unsur yang lebih murni cenderung naik dan bercampur dengan helium di lapisan luar, sehingga oksigen lebih terkurung di bagian dalam atau terperangkap dalam fase padat. Meskipun demikian, para astronom mengakui bahwa Tidak jelas bagaimana oksigen dan nitrogen dapat dihilangkan dari atmosfer secara efektif..
Menurut pihak yang bertanggung jawab atas studi tersebut, sistem tersebut tampaknya bertentangan dengan semua mekanisme pembentukan yang diketahuiBagi komunitas ilmiah, temuan semacam ini merupakan tantangan, tetapi juga peluang untuk menguji teori-teori yang ada dan, jika perlu, merumuskannya kembali.
Peran kunci Teleskop Luar Angkasa James Webb
Penemuan PSR J2322-2650b dimungkinkan berkat kemampuan dari James Webb Space Telescope, observatorium ruang angkasa aktif paling kuat, yang dikelola bersama oleh NASA, yang Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Badan Antariksa Kanada. Terletak sekitar 1,5 juta kilometer dari BumiWebb beroperasi dalam spektrum inframerah dan terlindungi dari panas matahari oleh sebuah pelindung matahari yang besar.
Perisai panas ini menjaga instrumen pada suhu yang sangat rendah, memungkinkan mereka untuk merekam sinyal yang sangat lemah. Dari wilayah Eropa, bahkan dengan teleskop besar sekalipun, akan sulit untuk mendeteksi sinyal yang lemah. hampir mustahil untuk mengamati atmosfer setipis itu. Seperti halnya planet ekstrasolar ini: panas Bumi sendiri dan panas dari peralatan tersebut memberikan tambahan gangguan foton yang menutupi sinyal yang sedang diukur.
Dalam kasus khusus PSR J2322-2650b, fakta bahwa pulsar bersinar redup dalam inframerah Ini menjadi poin yang menguntungkan. JWST mampu melacak planet tersebut sepanjang orbitnya, mengukur bagaimana radiasi yang dipancarkan bervariasi saat planet itu berputar mengelilingi bintang neutron. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk memperoleh spektrum yang sangat bersih, tanpa silau khas bintang biasa.
Berkat kualitas data ini, tim tersebut tidak hanya mampu mengidentifikasi keberadaan C₂ dan C₃, tetapi juga merekonstruksi geometri planet dan distribusi suhu antara belahan bumi siang dan malam. Informasi ini sangat penting untuk memahami bagaimana atmosfer planet raksasa gas merespons kondisi radiasi ekstrem tersebut.
Sejak diluncurkan pada tahun 2021, Teleskop Luar Angkasa James Webb telah menghasilkan banyak temuan tentang galaksi jauh, bintang muda, dan planet ekstrasolar. Temuan seperti ini sangat berarti. Mereka memperkuat peran infrastruktur ruang angkasa dalam astronomi Eropa dan global.dan hal ini menunjukkan sejauh mana masih ada kejutan bahkan di bidang yang sudah dipelajari dengan baik seperti fisika planet raksasa.
Dengan PSR J2322-2650b, daftar dunia aneh bertambah satu anggota baru: sebuah Gas panas raksasa, berubah bentuk menyerupai lemon.Terletak di sekitar pulsar milidetik, dengan atmosfer yang didominasi oleh helium dan karbon molekuler serta potensi pembentukan berlian di bagian dalamnya, planet ini, jauh dari sesuai dengan model klasik, telah menjadi teka-teki yang, dengan pengamatan di masa depan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb dan observatorium lainnya, dapat memaksa kita untuk menyesuaikan pemahaman kita tentang bagaimana planet terbentuk dan berevolusi di lingkungan ekstrem.
