堆積著鉆石和石墨的奇異行星,也許正在一顆鄰近恒星的周圍逐漸形成。天文學(xué)家宣布,年輕恒星繪架座Beta周圍的塵埃盤擁有豐富的碳元素,使得富含碳元素(以下簡稱“富碳”)的反常行星在那里形成的可能性大為增加。
我們太陽系中的巖石行星主要由硅酸鹽礦物組成,例如石英和長石。不過馬克·庫切納和薩拉·西格提出了模型,證明硅基行星并不是唯一的可能性。如果行星從碳元素多于氧元素的原行星盤中形成的話,建立在碳質(zhì)礦物基礎(chǔ)之上的行星就將是必然的。
現(xiàn)在,一個(gè)小組在研究了美國航空航天局遠(yuǎn)紫外分光探測器所拍攝的光譜之后,已經(jīng)找到了一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的原行星盤。這個(gè)得到了充分研究的碎屑盤圍繞在繪架座Beta星周圍,其中的碳元素?cái)?shù)量是氧元素的9倍,而太陽上碳的數(shù)量只有氧的1/2。繪架座Beta系統(tǒng)的年齡約為1200萬年,距離地球僅63光年,早就被視為一個(gè)正在演化中的年輕行星系統(tǒng)的經(jīng)典范例。不過數(shù)量如此龐大的碳元素已經(jīng)讓研究人員開始彷徨:這個(gè)系統(tǒng)究竟屬于什么類型?
亞希·羅伯奇領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)觀測小組。她指出,這個(gè)物質(zhì)盤也許代表了另一類行星系統(tǒng)。這樣一個(gè)系統(tǒng)中的巖石行星也許跟地球大不一樣,它們的地殼也許由石墨(也就是鉛筆芯)構(gòu)成,隨處都散布著鉆石,不過這并不是唯一的區(qū)別。
“想象一個(gè)這樣的行星:那里的水和氧氣極其缺乏,但類似甲烷、丙烷、丁烷、焦油和煤煙這樣的化合物卻大量存在。”庫切納說,“碳基星球上的生命一定會非常奇怪?!?/p>
但是碳基行星并不是繪架座Beta的唯一可能。羅伯奇的小組推測,還存在另一種情況:繪架座Beta的物質(zhì)盤也許代表了一個(gè)富碳的階段,這是所有的行星系統(tǒng),包括我們的太陽系在內(nèi),都曾經(jīng)歷過的?!袄L架座Beta可能就像一臺時(shí)間機(jī)器,讓我們看見了處于幼年時(shí)期的太陽系?!绷_伯奇說。
如果是這樣的話,羅伯奇說,她預(yù)期將會發(fā)現(xiàn)另外一些同樣富含碳元素的碎屑盤。她的小組目前只用遠(yuǎn)紫外分光探測器研究了繪架座Beta,但是,天文學(xué)家還知道許多可供研究的年輕物質(zhì)盤。
不過,如果我們的太陽系在年輕時(shí)富含碳元素的話,所有這些碳都是從哪兒來的,又到哪兒去了呢?科內(nèi)爾·亞歷山大,華盛頓卡內(nèi)AyC9XnFq0qO4PICEXfizFA==基研究所的一位宇宙化學(xué)家認(rèn)為,小行星和彗星可能是罪魁禍?zhǔn)?。碎屑盤是一個(gè)特別動蕩的地方,小行星和彗星在那里經(jīng)常發(fā)生碰撞。這樣的碰撞會將富碳?xì)怏w撞出來,在原本擁有硅基行星的系統(tǒng)中釋放過剩的碳元素。強(qiáng)烈的星風(fēng)也許會在數(shù)百萬年的時(shí)間內(nèi),將這些過剩的碳元素驅(qū)逐出境。
天文學(xué)家在我們太陽系的原始塵埃顆粒中,找到了這種理論的證據(jù)。其中一些塵埃保留著遠(yuǎn)古的碳成分,暗示我們的太陽系曾經(jīng)擁有多得多的碳元素。
“然而,這些塵埃顆粒的碳含量不足以解釋我們在繪架座Beta中看到的氣體成分?!眮啔v山大說,“我們需要考慮一種更加奇異的解釋。”
羅伯奇和她的小組在《自然》雜志上公布了他們的結(jié)果。他們猜測,進(jìn)一步探索繪架座Beta周圍的富碳物質(zhì)盤,并且尋找更多類似的天體,將需要使用更新的設(shè)備。他們推測,有可能被安裝到哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上的宇宙起源攝譜儀將擁有足夠的靈敏度,可以對這些富碳?xì)怏w進(jìn)行細(xì)致的研究。
“也許繪架座Beta只是我們太陽系的一個(gè)縮影,”庫切納說,“或者,它正在告訴我們,宇宙中還存在其他令人眼花繚亂的、不同種類的行星系統(tǒng)?!?/p>