La ciencia avanza gracias a datos que no se ajustan a nuestra comprensión actual. Al menos esa era la teoría de Thomas Kuhn en su famoso libro “Sobre la estructura de las revoluciones científicas”. Por lo tanto, los científicos deberían recibir con agrado nuevos datos que desafíen su comprensión del funcionamiento del universo. Un artículo reciente, disponible en preimpresión en arXiv, que utiliza datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), podría haber encontrado datos que permitan lograrlo. Analizó un exoplaneta alrededor de un púlsar de milisegundos y descubrió que su atmósfera está compuesta casi en su totalidad de carbono puro.
Este tipo de púlsar, PSR J2322-2650, se conoce como sistema de “viuda negra”, ya que alimenta sus explosiones de alta energía robando material de una estrella vecina. En este caso, es probable que dicha estrella vecina se haya degradado a un planeta compañero, un “Júpiter caliente”, que orbita su estrella de neutrones anfitriona cada 7,8 horas. Un proceso típico de formación de una “viuda negra” consta de dos etapas: una en la que la estrella de neutrones (que en este caso también es un púlsar) roba el material, y una segunda en la que bombardea a su compañera con radiación gamma de alta energía, arrancando la mayor parte de sus capas externas y dando lugar a un exoplaneta del tamaño de Júpiter, compuesto principalmente de helio.
El exoplaneta que orbita PSR J2322-2650, conocido como PSR J2322-2650b, se ajusta a la descripción de un planeta del tamaño de Júpiter que parece tener la misma densidad que la que se esperaría si estuviera compuesto principalmente de helio. Sin embargo, su atmósfera es diferente a la de cualquier otra compañera de la Viuda Negra observada hasta la fecha. Según los informes espectrográficos del JWST, su atmósfera está compuesta principalmente de carbono elemental, en forma de tricarbono (C₃) o dicarbono (C₂).
Generalmente, este tipo de elementos se encuentran en las colas de los cometas o en las llamas de la Tierra. Su presencia en la atmósfera de un planeta, especialmente en cantidades tan abundantes, es nueva para la ciencia.
Otro aspecto interesante de la atmósfera del planeta es la diferencia entre el lado diurno y el nocturno. En el lado diurno, que siempre está de cara al púlsar debido al bloqueo de mareas del planeta, las temperaturas pueden superar los 2000°C y se observan señales químicas muy claras. Sin embargo, en el lado nocturno, prácticamente no se observaron características, lo que sugiere que esa parte del planeta está cubierta de hollín o algo similar sin características distintivas.
Para demostrar aún más la singularidad de la atmósfera de este planeta, los investigadores calcularon las proporciones entre carbono y oxígeno, así como entre carbono y nitrógeno. La proporción C/O era superior a 100, mientras que la proporción C/N era superior a 10.000. En comparación, la Tierra tiene una proporción C/O de 0,01 y una proporción C/N de 40. Obviamente, hay mucho carbono en este planeta.
Y eso no encaja bien con los modelos científicos sobre cómo se formó el planeta. Como parte del proceso de la “viuda negra”, las capas externas del planeta debieron ser absorbidas por la estrella compañera o quemadas por su radiación. El hecho de que aún exista una atmósfera tan rica en carbono sigue siendo un misterio. Existen procesos que pueden crear dicha atmósfera, como la fusión de enanas blancas entre “estrellas de carbono”, pero ni siquiera eso explica cómo la relación C/O del planeta llegó a ser tan alta.
Sin embargo, otros aspectos del planeta coinciden con la teoría general. Los modelos de circulación predicen que los planetas de rotación rápida, como PSR J2322-2650b, tendrían fuertes vientos del oeste, a diferencia de los vientos del este típicos de otros Júpiter calientes con bloqueo de mareas. Los datos del JWST muestran que la parte más caliente del planeta se encuentra a unos 12 grados al oeste del centro, lo que proporciona la primera evidencia observacional de este fenómeno.
En otras palabras, PSR J2322-2650b es contradictorio. Tiene el tamaño y la forma adecuados para un sistema púlsar viuda negra típico. Su circulación de ventana también encaja bien con nuestros mejores modelos. Pero su atmósfera es algo completamente distinto, y los científicos tendrán que volver a la teoría para intentar encontrar la manera de que tenga sentido con los nuevos datos. Mientras tanto, el JWST seguirá explorando el cielo en busca de más anomalías que podrían impulsar la próxima revolución científica.
Fuente: Live Science.
