炽热的外星星球上布满了碳

艺术家对极热、富含碳的系外行星WASP-12b及其宿主恒星的概念。

一项新的研究表明，一颗巨大的、超高温的外星行星含有大量的碳，这表明我们太阳系以外的世界可能比科学家想象的要多样化得多。

研究人员确定，大量的碳在气态巨行星WASP-12b的大气层中旋转，使其成为有史以来发现的第一个富含碳的世界。

研究人员表示，这一发现将改变天文学家对行星多样性和形成的看法，以及对地外生命的探索。这里可能有富含碳的岩石行星，例如，由石墨或钻石制成的山脉。

“这项研究表明，存在着这种极端的多样性，”该研究的主要作者、现任普林斯顿大学的Nikku Madhusudhan告诉太空网。“自从发现第一颗系外行星大约15年后，我们才刚刚开始意识到它们之间的差异。”

重建疏离感

WASP-12b于2008年被发现，位于御夫座，距离地球1200光年。这颗外星行星的质量约为木星的1.4倍，距离母恒星的距离仅为地球距离太阳的2%。

由于这种极端紧张的轨道，WASP-12b是一个酷热的世界，白天的温度达到4200华氏度（2316摄氏度），足以熔化钢铁。

Madhusudhan和他的同事利用美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜的新观测结果以及夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜的旧数据，分析了WASP-12b在几个不同波长下发出的光。

通过将这些信息插入马杜斯亲手开发的计算机模型，他们能够非常详细地、高度自信地确定这颗外星行星大气层最可能的组成。

在麻省理工学院进行这项研究的Madhusudhan说：“没有意义的余地。”“这个模型没有任何假设。它只是在一个巨大的参数空间中运行。”

研究人员发现WASP-12与其他行星非常不同。具体来说，它的大气层碳含量要高得多。

过量的碳

“碳丰度”是衡量恒星或行星与氧气丰度相比碳含量的指标。太阳的碳氧比大约是1比2，这意味着它的氧气大约是碳的两倍。

虽然木星、土星、天王星和海王星的碳比未知，但我们太阳系中没有一颗行星的碳比氧多，因为水是主要的氧载体，深埋在它们的大气层中。

但WASP-12b的碳含量明显高于氧含量。研究人员说，与预期相比，它含有更少的水蒸气和更多的含碳甲烷。

该团队于12月在网上公布了他们的发现。8发表在《自然》杂志上。

一种新型行星

研究人员说，由于WASP-12b似乎是由与我们太阳系中的行星不同的物质组成的，天文学家在思考其他外星行星时应该敞开心扉。

Madhusudhan说：“这项研究首次表明，系外行星可能非常不同。”

例如，小的、多岩石的、富含碳的行星可能有由石墨或钻石制成的岩石，而不是我们在地球上习惯的硅基岩石。

“这彻底改变了景观，”Madhusudhan说。“这与我们想象的完全不同。”

这项研究还表明，行星的基本组成部分可能多种多样。例如，在我们的太阳系中，形成行星的冰块物质可能与建造WASP-12b的碎片几乎没有相似之处。

“例如，它们可以由焦油制成，”Madhusudhan说。“这可能是一种解释。”

他补充道，新的研究结果也与地球以外生命的探索有关。如果外星行星可以如此不同，科学家们可能不得不深入思考生命可能采取的各种形式。

例如，一个岩石丰富、碳含量高、海洋呈焦油状的星球“如果存在的话”，很可能孕育着与需要“我们所知的生命”的水几乎没有相似之处的生物

Madhusudhan说：“什么是化学反应，什么样的生命形式可以维持这种化学反应。”“这真的打开了我们的视野。”