詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）近日发现了一颗“几乎完全由碳组成”的异常行星，这一发现对现有的行星形成模型提出了挑战。据报道，科学进步往往源自那些无法被当前认知框架解释的数据，而这次的研究便可能成为一个促使科学理论转变的新契机。
本次发现的行星位于一个罕见的“黑寡妇”脉冲星系统内，其母星PSR J2322-2650是一颗通过吸取伴星物质而释放强大能量的毫秒脉冲星。在此过程中，脉冲星以强大的引力和辐射剥离伴星的外层，使得原始伴星最终变成一个高温、致密、类似木星大小的残骸。最新研究显示，该残骸行星（PSR J2322-2650b）围绕脉冲星公转，轨道周期只有7.8小时。
JWST的光谱数据揭示，这颗行星的大气并非如预期般以氦为主，而是几乎全部由碳构成，以分子三碳（C3）和二碳（C2）等形式存在。这类高含量的碳分子此前主要见于彗星尾部或地球上的火焰中，在行星大气中如此普遍尚属首次。在这颗潮汐锁定行星上，白昼面始终朝向脉冲星，温度极高（超过2000℃），并呈现出明显的化学特征，而夜间面几乎没有特征，科学家推测可能覆盖着黑色烟尘。
据分析，该行星的碳氧（C/O）比超过100，碳氮（C/N）比超过10000——远高于地球的C/O（约0.01）与C/N（40），显示其碳含量极高。如此丰富的碳大气与黑寡妇系统预期的形成过程相悖：按照模型，大气的外层应被母星吸收或辐射烧蚀，导致碳含量不应如此之高。尽管有理论认为类似现象可由“双碳星”白矮星并合产生，但也无法解释其极端的C/O比例。
此外，JWST还首次观测到科学模型预测的西风现象：高速自转行星应产生强劲西风，实际观测发现该行星最热点位于中心以西约12度，验证了这一理论。尽管部分物理特性符合模型，碳异常却是完全出乎科学家预料的谜团。
编译自/ScitechDaily
