NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使う科学者達は、我々の太陽系の外にある非常に珍しいタイプの系外惑星を観測した。その惑星の大気の組成がどのように形成されたのかについての理解に挑戦している。

正式にはPSR J2322-2650bと名付けられたこの木星質量の天体は、これまでに見たことがない、エキゾチックなヘリウムとカーボンが支配する大気を持っているようである。すすの雲が空中に浮かんでいる可能性があり、惑星の奥深くでは、これらのカーボンの雲が凝縮してダイヤモンドを形成する可能性がある。この惑星がどのように誕生したのかは謎である。この論文は「アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ」に掲載される。

この惑星質量の天体は、高速で回転する中性子星、パルサーの周りを公転することが知られている。パルサーは、通常ミリ秒から秒の間隔で電磁放射のビームを放出する。これらのパルス状のビームは、地球に向かって直接指しているときだけ、まるで灯台のビームのように見ることができる。

このミリ秒パルサーは、主にガンマ線やその他の高エネルギー粒子を放出していると予想されており、これらはウェッブの赤外線の視界では見えない。明るい星が視界にないために、科学者達は惑星をその軌道全体にわたって詳細に研究できる。

このシステムは独特であり、惑星がその母星によって照らされているのを見ることができる一方で、母星自体は全く見ることができない。そのために、真に純粋なスペクトルを得ることができ、通常の系外惑星よりもこのシステムをより詳細に研究することができる。

これは誰も見たことのない新しいタイプの惑星の大気である。系外惑星で見ると予想していた通常の分子、例えば水、メタン、二酸化炭素の代わりに、分子状の炭素、特にC3とC2を見た。

分子状の炭素は非常に珍しく、これらの温度では、大気中に他の種類の原子が存在する場合、炭素はそれらと結合する。（この惑星の温度は、夜の側の最も寒い点で華氏1,200度から、昼側の最も暑い点で華氏3,700度の範囲である。分子状の炭素は、酸素や窒素がほとんど存在しない場合にのみ優勢になる。天文学者達が太陽系内外で調査した約150の惑星の中で、他に検出可能な分子状の炭素を持つ惑星はない。

PSR J2322-2650bはその星からたった160万キロメートルのところに非常に近接している。対照的に、地球と太陽の距離は約1.6億キロメートルである。その非常に狭い軌道のために、この系外惑星の1年は（星の周りを回るのにかかる時間）はわずか7.8時間である。はるかに重いパルサーからの重力が、木星の質量を持つこの惑星を奇妙なレモンの形に引きずり込んでいる。

＜イメージの説明＞：　このアーティストの概念は、太陽系外惑星PSR J2322-2650bがどのように見えるかを示している。軌道を回るはるかに重いパルサーからの重力が、木星質量の世界をこの奇妙なレモン形に引っ張っている。

星とエクソプラネットは、共に「ブラック・ウィドウ（black widow）」システムと見なされることがあるが、典型的な例ではない。ブラックウィドウシステムは、急速に回転するパルサーと小さく低質量の恒星の伴星がペアになった珍しいタイプの二重システムである。過去には、伴星からの物質がパルサーに流れ込み、パルサーの回転が時間とともに速くなり、強風を生み出した。その風と放射線は、その後、小さく質量が少ない伴星に襲いかかり蒸発させる。名前の由来となったクモのように、パルサーは不運なパートナーを徐々に消費する。

しかしこの例では、伴星は星ではなく、正式に系外惑星と見られる。国際天文学連合は、この系外惑星を13木星質量未満の天体として定義し、それが星、褐色矮星、またはパルサーなどの星の残骸を周回するものとしている。

6,000の既知の系外惑星のうち、これはパルサーの周りを公転するガス巨大惑星を思わせる唯一のものであり、惑星を持つパルサーはわずかしか知られていない。

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Dec 16, 2025