Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta i risultati dello studio di un esopianeta gigante gassoso catalogato come PSR J2322-2650b che ha un’atmosfera totalmente fuori dal normale composta soprattutto da elio e carbonio. Un team di ricercatori ha utilizzato osservazioni condotte con il telescopio spaziale James Webb per studiare l’atmosfera di questo esopianeta con una massa simile a quella di Giove distante dalla sua stella solo un centesimo della Terra dal Sole. La stella è una pulsar e ciò aggiunge un ulteriore elemento fuori dal normale a quel sistema. PSR J2322-2650b non può essere spiegato dagli attuali modelli di formazione planetaria.

La scoperta dell’esopianeta PSR J2322-2650b venne annunciata su un articolo pubblicato nel dicembre 2017 sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” in seguito a osservazioni condotte con vari strumenti. La pulsar è un tipo di stella di neutroni, ciò che può rimanere di una stella dopo l’esplosione in supernova.

Nel corso degli ultimi decenni, sono stati scoperti vari esopianeti sopravvissuti a quel tipo di catastrofe ma PSR J2322-2650b è unico anche solo perché è il primo gigante gassoso scoperto attorno a una pulsar. In questo caso, si tratta di una pulsar millisecondo, una classe chiamata così perché ha un periodo di rotazione tra 1 e 10 millisecondi.

La maggiore stranezza dell’esopianeta PSR J2322-2650b sta nella sua atmosfera, composta prevalentemente di elio e carbonio. Gli astronomi si aspettavano di trovare molecole tipiche come acqua, metano e anidride carbonica ma hanno avuto una grossa sorpresa. Le rilevazioni sono state ottenute in particolare con lo strumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del telescopio spaziale James Webb, che è sensibile agli infrarossi mentre la pulsar genera emissioni in altre bande elettromagnetiche. Le rilevazioni hanno evidenziato qualcosa di ben diverso dalle aspettative, addirittura di carbonio molecolare con molecole formate da due o tre atomi.

Normalmente, il carbonio si lega ad altri atomi nelle atmosfere dei pianeti alle temperature molto elevate esistenti su PSR J2322-2650b. La sua distanza dalla sua stella è solo un centesimo di quella della Terra dal Sole, con un anno che dura meno di 8 ore. La conseguenza è che le temperature possono raggiungere circa 2.000° Celesius nelle aree più calde. Anche nelle aree più fredde del lato notturno di questo esopianeta, le temperature partono da circa 650° Celesius.

Un’altra conseguenza della vicinanza dell’esopianeta PSR J2322-2650b a una pulsar è che la stella genera influenze gravitazionali tali da deformarlo notevolmente. Nessun pianeta è perfettamente sferico ma probabilmente questo sarebbe visto come un uovo se fosse possibile osservarlo da vicino.

Le stelle di neutroni possono essere cosiddette vedove nere quando hanno stelle di piccola massa come compagne e rubano gas alla loro compagna. La conseguenza è che la rotazione della pulsar diventa sempre più veloce e i potenti venti e radiazioni che colpiscono la compagna contribuiscono a consumarla. I ricercatori hanno provato a capire se PSR J2322-2650b sia ciò che rimane di una stella in un sistema binario con una vedova nera ma è improbabile perché rimane arduo spiegare la presenza di tutto quel carbonio puro.

Le condizioni dell’atmosfera di PSR J2322-2650b potrebbero generare fenomeni anch’essi davvero esotici, i quali potrebbero spiegare le rilevazioni, anche se solo in parte. Il carbonio e l’ossigeno nell’atmosfera potrebbero essere mescolati e cristallizzarsi quando la temperatura cala. A quel punto, cristalli di carbonio puro potrebbero fluttuare negli strati superiori e mescolarsi all’elio nelle molecole rilevate. Vi sarebbero strane nuvole di fuliggine di carbonio che potrebbero perfino contenere diamanti.

Il problema di questa ricostruzione è che né ossigeno né azoto sono stati rilevati. Se questi elementi sono presenti bisognerebbe spiegare quale processo li tenga lontani dagli strati superiori dell’atmosfera. Insomma, qualunque tentativo di spiegazione delle osservazioni si scontra con qualche mistero difficile da risolvere.

Per questi motivi, l’esopianeta PSR J2322–2650b costituisce un mistero intrigante. Il suo sistema è passato attraverso la catastrofe con la supernova che ha generato la pulsar. Sappiamo ancora poco di ciò che può accadere a un pianeta che sopravvive a un tale evento e continuare a studiare PSR J2322–2650b potrebbe mostrare cosa può succedere a un gigante gassoso in quella situazione.