近日,NASA科學家用韋伯太空望遠鏡觀測到一顆獨特的系外行星,其大氣成分前所未見,徹底顛覆了科學家對行星形成過程的傳統認知。相關研究論文已于12月23日正式發表在《天體物理學快報》上。
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▲檸檬狀的行星PSR J2322-2650b(概念圖)
據悉,這顆與木星質量相當的系外行星被命名為PSR J2322-2650b,其大氣層以氦和碳為主,這種組成前所未見。科學家表示,該行星的上層大氣中可能漂浮著大量煙塵云,而在更深層,這些富碳云層可能會凝結成鉆石,形成“鉆石雨”。
該研究的合著者之一、華盛頓卡內基地球與行星實驗室的彼得?高說:“這完全出乎意料。我記得收到數據后,我們團隊的集體反應是‘這到底是什么鬼東西’,這與我們的預期完全不同。”
本次研究的主要負責人,來自芝加哥大學的邁克爾?張表示:“這顆行星圍繞著一顆奇怪的恒星運轉,該恒星的質量接近太陽,卻只有一座城市的大小。此外,這顆行星擁有一種我們從未見過的大氣類型。我們完全沒有探測到那些‘正常’分子,比如水、甲烷或二氧化碳,取而代之的是高濃度的分子碳,特別是C3和C2。這徹底顛覆了我們對行星大氣的認知。”
據悉,分子碳的出現極為罕見,因為在如此高溫的環境下(該行星的溫度在約649℃到約2038℃之間),如果大氣中存在氧或氮等其他原子,碳通常會優先與之結合形成化合物。只有當氧氣和氮氣幾乎完全缺失時,分子碳才能占據主導地位。在天文學家已研究過大氣組成的約150顆行星中,也從未出現過這樣的情況。
此外,PSR J2322-2650b與其恒星異常接近,距離僅為100萬英里(約為161萬公里),而地球到太陽的距離約為1億英里(約為1.6億公里)。因此,這顆系外行星的公轉周期(即它的“一年”)僅有7.8小時。更奇特的是,來自恒星的引力將這顆行星拉扯成檸檬形狀。
邁克爾?張指出,這顆行星顯然并非通過常規的形成途徑誕生,因為其大氣成分與任何已知行星都截然不同。
來自斯坦福大學的合著者羅杰?羅曼尼為這一獨特現象提出了一種解釋:“隨著附近的恒星逐漸冷卻,行星上碳與氧的混合物開始結晶,純碳晶體向上浮起并與氦氣混合,從而形成了如今觀測到的現象。然而,必須有某種未知的過程阻止了氧氣和氮氣的分離,這也是最大的謎團所在。”
羅曼尼對此表示,雖然目前尚不清楚其原因,但這恰恰體現了科學的魅力:“有這樣一個謎題等著人們去追尋和破解,實在是件令人興奮的事。”
紅星新聞記者 周月瀟
編輯 鄧旆光 審核 高升祥
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