O exoplaneta PSR J2322-2650b merece ser mencionado numa reedição do trabalho de Jean-Pierre Luminet que é chamado Corpos celestes incomuns. As últimas descobertas astronômicas.
Quando Peter Gao, coautor de um artigo sobre ele, publicado em As cartas do jornal astrofísico e de livre acesso em arXivconsultou pela primeira vez os dados do telescópio espacial James Webb, o pesquisador estacionado no Laboratório Carnegie de Terra e Planetas em Washington não pôde deixar de pensar com seus colegas: “ Mas o que é isso? Isso é extremamente diferente do que esperávamos! »Isso é o que ele explica em um comunicado de imprensa da NASA.
É claro que o PSR J2322-2650b está orbitando uma estrela de nêutrons, um pulsar como o próprio nome indica. E, na verdade, o primeiro exoplaneta descoberto não foi 51 Pégasos b.
Com ele, Michel Mayor e Didier Queloz descobriram o primeiro exoplaneta em torno de uma estrela muito viva na famosa sequência principalcomo diz o povo astrofísicos em seu jargão; No entanto, em Setembro de 1990, Aleksander Wolszczan e Dale Frail (do radiotelescópio de Arecibo) descobriram vários planetas em torno do pulsar PSR B1257+12, uma descoberta que anunciaram em 9 de Janeiro de 1992.
Um pulsar é uma estrela de nêutrons que emite feixes de radiação que percorrem a linha de visão da Terra. Como um buraco negro, é o ponto final da evolução estelar. Os “pulsos” de radiação de alta energia que vemos de um pulsar são devidos a um desalinhamento do eixo de rotação da estrela de nêutrons e de seu eixo magnético. Os pulsares parecem pulsar da nossa perspectiva porque a rotação da estrela de nêutrons faz com que o feixe de radiação gerado no campo magnético entre e saia do nosso campo de visão com um período regular, muito parecido com o feixe de luz de um farol. O fluxo de luz é, na realidade, contínuo, mas para um observador distante parece piscar em intervalos regulares. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
Uma atmosfera nunca vista antes para um exoplaneta
O que surpreendeu os pesquisadores com o PSR J2322-2650b não foi o seu massa qual é o de Júpitermas antes de tudo que parece ter uma atmosfera exóticodominado porhélio e o carbono. É sem precedentes a este respeito e a sua composição atmosférica desafia a nossa compreensão da formação planetária.
No comunicado de imprensa da NASA, é também anunciado que devido a esta estranha composição que desafia os planetólogos, o exoplaneta provavelmente deve ter nuvens de fuligem capaz de dar por condensação chuvas de diamantes!
“ Este é um novo tipo de atmosfera planetária, nunca antes observado. Em vez de moléculas usuais que se esperaria encontrar em um exoplaneta – como água, metano e dióxido de carbono -, detectamos carbono molecular, mais precisamente C3 e C2 », Especifica Michael Zhang, da Universidade de Chicago, principal autor do artigo publicado.
“ Este corpo foi formado como um planeta clássico? Não, porque a sua composição é totalmente diferente. Foi formado pela ejeção do matéria fora de uma estrela, como é o caso dos sistemas “clássicos” de viúva negra? Provavelmente não, porque físico a energia nuclear não produz carbono puro. É muito difícil imaginar como se pode obter uma composição tão rica em carbono. Isto parece excluir todos os mecanismos de formação conhecidos “, Zhang sempre explica.
Esta animação mostra um exoplaneta exótico orbitando um pulsar distante, uma estrela de nêutrons em rotação rápida que emite pulsos de rádio. O planeta, que orbita a cerca de 1,6 milhões de quilómetros do pulsar, é distorcido em forma de limão pelas poderosas forças gravitacionais das marés deste último. © NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
Um sistema com viúva negra exótica?
Lembre-se de que os chamados sistemas de viúva negra são um tipo raro de sistema binário onde um pulsar está associado a uma estrela companheira pequena e de baixa massa. A matéria deste último foi agregada pelo pulsar, que acelerou sua rotação e gerou um poderoso vento estelar. Este vento vaporiza o companheiro, de modo que, como oaranha de onde vem o nome, o pulsar devora lentamente seu infeliz parceiro.
O você sabia
Lembre-se de que os pulsares são objetos fascinantes que os astrofísicos têm estudado desde a sua descoberta em 1967 por Jocelyn Bell. Na verdade, elas têm sido estudadas teoricamente há mais tempo, uma vez que são estrelas de nêutrons (sabemos disso desde 1971 e do trabalho do ganhador do Prêmio Nobel de física Riccardo Giacconi) e a existência destas foi prevista em 1933 por Zwicky e Baade. A primeira descrição teórica detalhada das estrelas de nêutrons foi então dada em 1939 por Oppenheimer e Volkkoff, e foi no final da década de 1960 que os astrofísicos Franco Pacini e Thomas Gold, respectivamente italianos e britânicos, compreenderam que estes objetos poderiam se comportar como os pulsares de Jocelyn Betudo.
Ponto final na evolução de certas estrelas que explodiram na supernova SN II durante o colapso gravitacional, as estrelas de nêutrons, cuja massa é da ordem da do Sol, têm um diâmetro de no máximo algumas dezenas de quilômetros e se assemelham a um núcleo atômico gigantesco. A densidade, o campo gravitacional e o campo magnético são, portanto, extremos e quase toda a física é necessária para compreender as propriedades de uma estrela de nêutrons: o relatividade geral claro, mas também a magnetohidrodinâmica, a teoria da superfluidez e a da supercondutividade.
Como o próprio nome sugere, o pulsares emitem ondas de rádio em uma taxa rápida e regular. Para entender a razão desse fenômeno, você deve saber que todas as estrelas giram em torno de seu eixo. No entanto, assim como uma patinadora vê sua velocidade de rotação acelerar quando junta os braços em direção ao corpo, uma estrela em colapso vê sua velocidade de rotação aumentar. Isto é uma consequência da conservação do momento angular, uma das leis mais fundamentais da física. Assim, uma estrela possui um campo magnético que deve ser amplificado pela conservação do fluxo quando ela se contrai. Logo após a sua formação, o núcleo quente e denso de uma estrela que se tornou um estrela de nêutrons deve, portanto, girar muito rapidamente. É acionado um mecanismo, ligado ao campo magnético, que faz com que a estrela irradie poderosamente emitindo um feixe de ondas de rádio colimadas como um farol. Quando este feixe cruza a órbita da Terra, ele se manifesta em um radiotelescópio como uma série regular de bipes.
A grande maioria dos pulsares tem um período de rotação entre 0,1 e 10 segundos. À medida que perdem energia cinética rotacional através do fluxo de ondas de rádio, diminuem lentamente a velocidade e, no máximo em dez milhões de anos, a sua velocidade rotacional torna-se demasiado baixa para gerar uma emissão de rádio.
PSR J2322-2650b possui outra característica espetacular, mas cuja existência entendemos desta vez. Por estar a apenas 1,6 milhão de quilômetros de sua estrela de nêutrons, que concentra numa esfera de algumas dezenas de quilômetros de diâmetro uma massa comparável à do Solo exoplaneta está passando por forças de maré particularmente poderoso, não a ponto de destruí-lo, mas ainda a ponto de deformá-lo, dando-lhe a aparência de um manga.
Na conclusão do artigo da NASA, Roger Romani, coautor do estudo e pesquisador da Universidade de Stanford e do Instituto Kavli deastrofísica partículas e cosmologiase entrega a algumas especulações: “ À medida que a estrela esfria, a mistura de carbono eoxigênio dentro começa a cristalizar. Cristais de carbono puro sobem à superfície e se misturam com hélio: é isso que observamos. Mas então algo tem que acontecer para impedir que o oxigênio eazoto misturar. E é aí que reside o mistério. »