碳行星
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碳行星（Carbon planet），又称为钻石行星或碳化物行星[1]，是Marc Kuchner在恒星理论中提出来假设的行星类型，它们形成于富含碳但缺乏氧的原行星盘，根据行星科学，它们的发展将不同于地球、火星和金星等这些以硅-氧化合物为主要成分的行星。这个理论已有广大的支持者，并由研究员Jade Bond[2]建立合理的概念。具体来说，不同的系统会有不同的碳和氧的比率，而太阳系的类地行星是倾向于氧行星。
定义
[编辑]这样的一颗行星可能像类地行星一样，有富含铁或钢的核心，周围包覆着碳化硅和碳化钛的地幔。在上面，是一层石墨形式的碳，如果有足够的压力，下层也可能是数公里厚的钻石。当火山爆发时，钻石很可能从内部喷发至表面，形成钻石和碳化硅混合的山。表面也可能有冰冻或液体的烃，像是焦油、甲烷和一氧化碳[3]。BPM 37093、WASP-12b、PSR J1719-1438 b及巨蟹座55e等可能是此一类型的星球。
特性
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碳行星被预测其直径和硅与水的行星相似，而且质量也相近，可能会使它们难以区分[4]。也可能会出现与地球类似的地质特征，但是距有不同的组成。例如，河流可能是油组成的。如果温度够低（低于350K），气体可以进行光化学合成长链碳氢化合物，并随着雨水降落在表面。
NASA曾推动搜寻包括这种行星在内的TPF任务，这是一个比哈伯太空望远镜更大的轨道天文台，但其后取消了这项计划。碳行星的光谱缺乏水的谱线，但是会显示有含碳的物质，例如一氧化碳的存在。
可能的行星
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2005年的情人节前夕，美国哈佛－史密森天体物理中心的麦特考夫、英国剑桥大学的蒙哥马利、巴西圣卡塔琳娜联邦大学的卡南宣布发现白矮星BPM 37093。当时麦特考夫开玩笑说：“就算是比尔·盖兹加上唐纳德·川普的财力，也买不起。”十年来，天文学家一直认为白矮星随着温度降低，其核心会结晶化，但确实证据始终难以观测。麦特考夫则是从BPM 37093脉动振荡着手，推算出它的核心确已结晶。
2010年5月20日，哈伯太空望远镜注意到WASP-12b正在被母恒星WASP-12吞噬，尽管之前科学家已经意识到行星会被母恒星吞噬，但这是第一次如此清晰的发现这种事情[5]。WASP-12是一颗气态巨行星。至于WASP-12 b在碳元素与氧元素的含量比例大于1，这意味着该星球的固体内核很可能也富含碳元素[6]，组成可能以石墨或钻石为主，相对于地球的硅酸盐成分。
2011年8月，澳大利亚斯威本科技大学的马修·贝尔斯团队专家报告，毫秒脉冲星PSR J1719-1438可能有一颗被挤压得非常小的行星PSR J1719-1438 b做伴，并且很有可能是一颗固体的大钻石，他们是依据重力牵引推导出这颗围绕着脉冲星的小伴侣。进一步的研究显示，虽然这颗行星很小（直径6万公里，或是地球的5倍），但它的质量比木星略大，行星的高密度提供给团队的线索是碳和氧可能以元素的形态形成结晶[7]。然而，理论上这颗行星应该是被蒸发掉外层的白矮星兼伴星，只留下了内部核心的残骸，由此依据行星的定义，它并未完全符合条件，因为其应该是作为恒星而形成的[8]。
2012年10月，巨蟹座55e被宣告有着碳行星的证据。它的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍。耶鲁大学的研究员Nikku Madhusudan发表在天体物理快讯上的结果报告说：行星的温度是温暖的3,900F——表面覆盖着石墨和钻石，而不是水和花岗岩。它每18小时绕行巨蟹座55一次[9]。
2013年1月，脉冲星PSR 1257+12被认为可能是恒星中断在碳合成阶段而形成的碳行星。碳行星也可能存在于银河核心附近或绕行星系的球状星团，这些地方的恒星含碳量都比太阳更多。当恒星老死时，它们会喷出大量的碳。随着时间的流逝，更多恒星老死的世代交替，碳的浓度和碳行星的数量都会增加[10]。
相关条目
[编辑]在科幻
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ Firstpost. Carbon planet, Latest News on Carbon planet, Latest Blogs on Carbon planet. Firstpost. [2013-01-03]. （原始内容存档于2012-03-25）.
- ^ Bond; Lauretta; O'Brien. The Diversity of Extrasolar Terrestrial Planets. 2010. arXiv:1001.3901
[astro-ph.EP].
- ^ Musser, George. Earth-Like Planets May Be Made of Carbon. Scientific American. [2013-01-03]. （原始内容存档于2012-10-11）.
- ^ Seager, S.; M. Kuchner, C. Hier-Majumder, B. Militzer. Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets. ApJ. 2007, 669 (2): 1279. Bibcode:2007ApJ...669.1279S. arXiv:0707.2895 . doi:10.1086/521346.
- ^ 存档副本. [2015-01-26]. （原始内容存档于2021-11-11）.
- ^ Nikku Madhusudhan, Joseph Harrington, Kevin B. Stevenson, Sarah Nymeyer, Christopher J. Campo, Peter J. Wheatley, Drake Deming, Jasmina Blecic, Ryan A. Hardy, Nate B. Lust, David R. Anderson, Andrew Collier-Cameron, Christopher B. T. Britt, William C. Bowman, Leslie Hebb, Coel Hellier, Pierre F. L. Maxted, Don Pollacco & Richard G. West. A high C/O ratio and weak thermal inversion in the atmosphere of exoplanet WASP-12b. NATURE. 2010. doi:10.1038/nature09602.
- ^ Australian Geographic, "Solid diamond planet found" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 26 August 2011
- ^ Time Magazine, "Scientists Discover a Diamond as Big as a Planet" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Michael Lemonick, 26 August 2011
- ^ Wickham, Chris. A diamond bigger than Earth? | Reuters. Uk.reuters.com. 2012-10-15 [2013-01-03]. （原始内容存档于2012-10-18）.
- ^ Carbon Planets - Space Art and Astronomical Illustrations. Novacelestia.com. [2013-01-03]. （原始内容存档于2018-02-28）.
外部链接
[编辑]- Marc J. Kuchner, Extrasolar Carbon Planets
- Than, Ker. Star's Planets Might Have Mountains of Diamonds. Space.com. 2006-06-07 [2012-10-12]. （原始内容存档于2010-11-23）.
- spaceplace.nasa.gov （页面存档备份，存于互联网档案馆）
