詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）近日發(fā)現(xiàn)了一顆“幾乎完全由碳組成”的異常行星，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的行星形成模型提出了挑戰(zhàn)。據(jù)報(bào)道，科學(xué)進(jìn)步往往源自那些無(wú)法被當(dāng)前認(rèn)知框架解釋的數(shù)據(jù)，而這次的研究便可能成為一個(gè)促使科學(xué)理論轉(zhuǎn)變的新契機(jī)。

本次發(fā)現(xiàn)的行星位于一個(gè)罕見(jiàn)的“黑寡婦”脈沖星系統(tǒng)內(nèi)，其母星PSR J2322-2650是一顆通過(guò)吸取伴星物質(zhì)而釋放強(qiáng)大能量的毫秒脈沖星。在此過(guò)程中，脈沖星以強(qiáng)大的引力和輻射剝離伴星的外層，使得原始伴星最終變成一個(gè)高溫、致密、類似木星大小的殘骸。最新研究顯示，該殘骸行星（PSR J2322-2650b）圍繞脈沖星公轉(zhuǎn)，軌道周期只有7.8小時(shí)。

JWST的光譜數(shù)據(jù)揭示，這顆行星的大氣并非如預(yù)期般以氦為主，而是幾乎全部由碳構(gòu)成，以分子三碳（C3）和二碳（C2）等形式存在。這類高含量的碳分子此前主要見(jiàn)于彗星尾部或地球上的火焰中，在行星大氣中如此普遍尚屬首次。在這顆潮汐鎖定行星上，白晝面始終朝向脈沖星，溫度極高（超過(guò)2000℃），并呈現(xiàn)出明顯的化學(xué)特征，而夜間面幾乎沒(méi)有特征，科學(xué)家推測(cè)可能覆蓋著黑色煙塵。

據(jù)分析，該行星的碳氧（C/O）比超過(guò)100，碳氮（C/N）比超過(guò)10000——遠(yuǎn)高于地球的C/O（約0.01）與C/N（40），顯示其碳含量極高。如此豐富的碳大氣與黑寡婦系統(tǒng)預(yù)期的形成過(guò)程相悖：按照模型，大氣的外層應(yīng)被母星吸收或輻射燒蝕，導(dǎo)致碳含量不應(yīng)如此之高。盡管有理論認(rèn)為類似現(xiàn)象可由“雙碳星”白矮星并合產(chǎn)生，但也無(wú)法解釋其極端的C/O比例。

此外，JWST還首次觀測(cè)到科學(xué)模型預(yù)測(cè)的西風(fēng)現(xiàn)象：高速自轉(zhuǎn)行星應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)勁西風(fēng)，實(shí)際觀測(cè)發(fā)現(xiàn)該行星最熱點(diǎn)位于中心以西約12度，驗(yàn)證了這一理論。盡管部分物理特性符合模型，碳異常卻是完全出乎科學(xué)家預(yù)料的謎團(tuán)。

編譯自/ScitechDaily