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NASA望远镜发现“钻石行星”:柠檬状身形 奇特大气挑战行星形成理论

   时间:2025-12-20 21:52:00 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

据最新一期《天体物理学杂志通讯》披露,美国宇航局詹姆斯·韦布空间望远镜在系外行星观测领域取得突破性发现——一颗围绕脉冲星运行的特殊行星被证实拥有以氦和碳为主导的异常大气层,其成分构成对现有行星形成理论构成严峻挑战。

这颗编号为PSR J2322-2650b的类木行星,距离地球约1200光年,其质量与木星相当却呈现出截然不同的物理特征。研究团队通过分析韦布望远镜的红外光谱数据发现,该行星大气中未检测到水、甲烷或二氧化碳等常见分子,反而存在大量游离态的分子碳。这种特殊成分在1200°F至3700°F的极端温度环境下形成稳定结构,暗示大气中几乎不存在氧或氮元素。

参与研究的斯坦福大学博士生玛雅·贝莱兹奈指出:"该系统的观测条件堪称完美。由于宿主脉冲星自身不发光,我们得以在行星完整轨道周期内获取纯净光谱数据,这种研究模式在常规系外行星观测中难以实现。"研究显示,这颗行星与宿主星的距离仅相当于地日距离的1/93,公转周期仅7.8小时,在强大潮汐力作用下被拉扯成柠檬状。

作为研究对象的毫秒脉冲星具有独特性质:其质量与太阳相当但体积仅相当于一座城市,每秒旋转数百次并规律释放伽马射线等高能辐射。这种极端环境下的行星演化过程完全超出传统认知——项目首席科学家张迈克尔强调:"我们既未发现典型行星形成的物质痕迹,也找不到黑寡妇系统通过剥离恒星物质形成的证据,纯碳大气层的形成机制仍是未解之谜。"

研究团队提出多种解释模型:芝加哥大学研究员罗杰·罗马尼推测,行星内部可能存在碳氧混合物的结晶分层现象,纯碳晶体上浮形成可见云层;华盛顿卡内基地球与行星实验室的彼得·高则认为,极端富碳环境可能源于未知的核合成过程。目前观测数据表明,在已研究的约150颗系外行星中,尚未发现类似的大气成分构成。

这颗被归类为"黑寡妇系统"的特殊天体,其演化轨迹充满戏剧性——脉冲星通过星风和辐射持续侵蚀伴星物质,但此次确认的伴星质量低于13倍木星阈值,符合行星定义标准。研究团队特别指出,该系统为探索极端物理环境下的物质状态提供了独特实验室,其大气中漂浮的碳云可能凝结形成钻石微粒,但氧氮元素缺失现象仍需进一步验证。

 
 
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