互动科普

科学家发现了同地球化学成分大不相同的外行星。

撰文：约翰·马特森（John Matson） 翻译：王栋

在我们的太阳系之外，还有其他遥远的行星在围绕着它们的“太阳”旋转。虽然对那些陌生星球的研究才刚刚起步，但是科学家们已经发现了数百个同我们地球完全不同的世界：能令木星都相形见绌的巨行星；被母恒星炙烤着的、如火红石块般的岩石行星；还有蓬松的、密度和苔藓差不多的诡异行星。

虽然通常认为，还应该存在看起来和地球类似的外行星，但映入我们眼帘的却总是超乎想象的奇异世界。在那里，稀有元素（对地球来说）遍地都是，而常见元素却十分罕见。

以碳为例，这种构成有机物的关键元素，同时也是一些对人类来说最为珍贵物质（例如钻石和石油）的主要成分。虽然碳极其重要，它的含量却不高：在地球组成物质中所占的比例还不到0.1%。

不过，在另一个星球上，碳也许就像尘土一样处处可见。事实上，在那里碳和尘土或许就是一回事。近期发现的一颗距我们40光年的外行星，很可能就是一个那样的世界。在那里，碳元素占其物质组成的大部分，并且在行星内部，巨大的压力会让数量可观的碳元素形成钻石。

这颗被命名为“55 巨蟹-e”的行星可能拥有一层数百千米厚的、由石墨组成的地壳。“如果能钻到这层地壳下，你将会看到厚厚的一层钻石！”美国耶鲁大学的博士后研究员天体物理学家尼库·马杜苏丹（Nikku Madhusudhan）说。这一钻石结晶层可以占到该行星地层厚度的三分之一。

这种“碳世界”的独特构造，源自与我们地球完全不同的行星形成过程。如果太阳里的元素组成能够作为参考的话，最初孕育我们太阳系中行星的原始尘埃和气体中，氧元素的含量应该约为碳元素的两倍。实际上，地球上的岩石的确多由富含氧元素的硅酸盐矿物构成。然而天文学家已经确认，在“55 巨蟹-e”围绕旋转的恒星中，碳含量却比氧含量稍高些，这或许能说明该行星的形成环境与我们地球显著不同。马杜苏丹及其同事计算出了那颗行星组成物质的特性——比水质行星密度高，但比类似地球的、矿物岩石构成的行星密度低，这同碳质行星的预测相吻合。2012年11月10日，研究人员在《天体物理学期刊快报》上发表了这一发现。

美国航空航天局戈达德太空飞行中心的马可·库切纳（Marc Kuchner）说，如果碳质行星上还能有生命存在的话，它们将同地球上依赖氧的生物大不相同。珍贵的氧会像燃料一样宝贵，就像地球上人类对碳氢燃料的渴求一样。“在那个星球上钻戒根本拿不出手，”库切纳开玩笑说，“一杯水才是最令人激动的求婚信物。”