Das James Webb Space Telescope (JWST) entdeckte kürzlich einen ungewöhnlichen Planeten, der „fast ausschließlich aus Kohlenstoff besteht“, eine Entdeckung, die bestehende Modelle der Planetenentstehung in Frage stellt. Berichten zufolge beruht wissenschaftlicher Fortschritt oft auf Daten, die mit dem aktuellen kognitiven Rahmen nicht erklärt werden können, und diese Forschung könnte eine neue Gelegenheit sein, die Transformation wissenschaftlicher Theorien voranzutreiben.
Der dieses Mal entdeckte Planet befindet sich in einem seltenen „Black Widow“-Pulsarsystem. Sein Mutterstern PSR J2322-2650 ist ein Millisekundenpulsar, der starke Energie freisetzt, indem er Material von seinem Begleitstern absorbiert. Während dieses Prozesses nutzte der Pulsar starke Schwerkraft und Strahlung, um die äußeren Schichten des Begleitsterns abzustreifen, wodurch der ursprüngliche Begleitstern schließlich zu einem dichten, jupitergroßen Trümmer hoher Temperatur wurde. Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass der Überresteplanet (PSR J2322-2650b) den Pulsar mit einer Umlaufzeit von nur 7,8 Stunden umkreist.
Die Spektraldaten von JWST zeigten, dass die Atmosphäre des Planeten nicht wie erwartet von Helium dominiert wird, sondern fast vollständig aus Kohlenstoff besteht, der in Form von molekularem Drei-Kohlenstoff (C3) und Zwei-Kohlenstoff (C2) vorliegt. Diese Art von hochkonzentriertem Kohlenstoffmolekül wurde bisher hauptsächlich in Kometenschweifen oder in Bränden auf der Erde gefunden, aber es ist das erste Mal, dass sie in der Atmosphäre eines Planeten so häufig vorkommt. Auf diesem gezeitengebundenen Planeten ist die Tagseite immer dem Pulsar zugewandt, extrem heiß (mehr als 2000 °C) und weist offensichtliche chemische Merkmale auf, während die Nachtseite fast keine Merkmale aufweist und Wissenschaftler spekulieren, dass sie mit schwarzem Rauch bedeckt sein könnte.
Laut Analyse übersteigt das Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis (C/O) des Planeten 100 und sein Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (C/N) über 10.000 – viel höher als das C/O-Verhältnis (ca. 0,01) und das C/N-Verhältnis der Erde (40), was darauf hindeutet, dass sein Kohlenstoffgehalt extrem hoch ist. Eine solch kohlenstoffreiche Atmosphäre widerspricht dem erwarteten Entstehungsprozess des Black Widow-Systems: Modellen zufolge sollten die äußeren Schichten der Atmosphäre vom Mutterstern absorbiert oder durch Strahlung abgetragen werden, was zu einem Kohlenstoffgehalt führt, der nicht so hoch sein dürfte. Obwohl es Theorien gibt, dass ähnliche Phänomene durch die Verschmelzung von Weißen Zwergen mit „Doppelkohlenstoffsternen“ entstehen können, kann ihr extremes C/O-Verhältnis nicht erklärt werden.
Darüber hinaus beobachtete JWST erstmals auch das von wissenschaftlichen Modellen vorhergesagte Westwindphänomen: Ein schnell rotierender Planet sollte starke Westwinde erzeugen. Tatsächliche Beobachtungen ergaben, dass der heißeste Punkt des Planeten etwa 12 Grad westlich des Zentrums liegt, was diese Theorie bestätigt. Obwohl einige der physikalischen Eigenschaften mit dem Modell übereinstimmten, war die Kohlenstoffanomalie ein Rätsel, das den Erwartungen der Wissenschaftler völlig widersprach.
Zusammengestellt von /ScitechDaily