科学家刚发现一颗“柠檬星球”,彻底颠覆了行星形成规律
天文学家发现了一颗奇特的行星 PSR J2322-2650b。它的大小与木星相当,但因其宿主脉冲星强大的引力而被拉伸成柠檬形状。最颠覆认知的是,这颗行星的大气层富含大量的碳,却几乎没有氧和氮,这一发现完全推翻了现有的行星形成理论。目前,科学家们确认了它的存在,但其形成过程仍是一个未解之谜。
一颗极端的行星
这颗名为 PSR J2322-2650b 的行星,其多项特征都远超现有模型的预测范围。它围绕一颗脉冲星运行,即恒星死亡后留下的超高密度残骸。
- 轨道周期极短:完成一次公转仅需 7.8 小时,意味着它与宿主星的距离非常近。
- 物理形状奇特:在强大的引力和高温作用下,行星被扭曲拉伸,形成一个细长的 “柠檬”形状。
- 温度差异巨大:其向阳面的温度高达约 2000℃ (3700℉),而背阴面则冷却至约 650℃ (1200℉)。
颠覆认知的碳基大气层
借助詹姆斯·韦伯太空望远镜,科学家得以分析这颗行星的大气成分,结果出人意料。
- 预期成分:通常气体巨行星上常见的氢、氧、氮混合物。
- 实际发现:光谱中充满了碳基分子,而 氧和氮元素极其稀少甚至缺失。
这种元素比例完全颠覆了现有认知。
- 碳氧比:超过 100:1。
- 碳氮比:超过 10,000:1。
“这是一个前所未见的行星大气层类型,”研究的主要作者 Michael Zhang 表示,“这颗行星的宿主星本身就极其怪异——拥有太阳的质量,却只有一座城市的大小。”
悬而未决的形成之谜
目前的行星形成理论无法解释这种极端的大气构成。
- “黑寡妇”理论失效:通常,脉冲星会从伴星剥离物质,这个过程应该会产生多种元素的混合物,而非像现在这样极端偏向于碳。科学家们尝试用不寻常的恒星化学成分或富含碳的尘埃来解释,但 没有一个假说能完全吻合观测结果。
- 异常的热量分布:与典型的“热木星”不同,来自脉冲星的伽马射线能更深地穿透大气层,驱动风向 向西 转移热量,导致行星最热的区域并不在模型预测的位置。
目前,PSR J2322-2650b 是一个明确的例外。科学家们已经确认了它的存在和构成,但它究竟是如何形成的,仍然是一个悬而未决的科学谜题。