太阳系后花园发现钻石星 2150℃高温人类采不到

▲邻近的超级地球巨蟹座55e可能是颗钻石行星。(图/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

国际中心综合报导

耶鲁大学天文学家马杜苏汉(Nikku Madhusudhan)等人,发现距离地球约40光年外有一颗直径约为地球2倍的岩质行星,可能是颗钻石行星。这是天文学家首度发现基本化学组成和地球不同的岩质行星,这颗行星可能覆满所谓石墨,在石墨之下则一很厚的一层钻石,而非一般岩质行星常见的水和花岗岩

这颗钻石行星编号为巨蟹座55e(55 Cancri e),直径约为地球的2倍,质量则约为地球的8倍,故被归类为所谓的「超级地球(super-Earth)」。它是在巨蟹座55星旁发现的第5颗行星;巨蟹座55星本身距离地球仅约40光年,以天文尺度而言,就像是在太阳系的后院一样近,以肉眼就可见到其光点

巨蟹座55e以超高速绕着它的母恒星跑,环绕其母星一周仅需18小时,相较于地球绕太阳一圈需要365天而言,简直就是火箭蜗牛的强烈对比。由于这颗行星距离其母恒星非常近,因此表面相当酷热,温度高达摄氏2150度,完全不适合居住。

这颗行星是在去年首度经由凌日的方式侦测到;利用凌日法,天文学家得以精确测量这颗行星的半径。这个新获得的讯息,再与最近所估算出的质量加以结合之后,可让马杜苏汉等人经由电脑模拟方式,推测出有哪些化学组成符合他们所观测到的特征

天文学家先前曾报告过巨蟹座55星的碳元素含量比氧还多,马杜苏汉等人确定这颗行星精确的碳、碳化矽(silicon carbide,即俗称的金刚砂)和几乎可忽略的水冰含量,这些组成成分都是可在行星形成阶段形成的元素或分子

巨蟹座55e拥有3倍地球质量的钻石

先前天文学家也曾认为,如果巨蟹座55e的化学组成与地球类似的话,应会含有大量热水(super-heated water);但马杜苏汉等人的最新研究,却显示这颗行星完全不含水,却是有着大量的碳,而且是以石墨和钻石型式出现的碳,此外还有铁、碳化矽,另外或许还有少量的矽酸盐类

其中,这颗行星总质量的1/3以上(约相当于3倍地球质量)可能都是钻石,与地球内部富含氧、但极度缺乏碳的情形迥异;地球内部的碳含量,不到地球质量的1/1000。马杜苏汉等人之后将继续追踪观测并研究巨蟹座55e的大气层以及其母恒星的化学组成,落实有关这颗行星化学组成的发现。

确认这颗是富碳的超级地球后,意味着遥远的岩质行星们的化学组成、内部结构、大气层或生物等不再弑必得与地球类似。这项发现同时为地球级系外行星地球化学地球物理研究领域开启一扇新窗,因为含碳丰富的状况必定会影响这些行星的热能演化和板块构造,例如行星上的火山作用地震活动和造山运动等都可能会有所不同。

恒星本身是很单纯,只要给定恒星质量和年龄,就可以得出恒星的基本结构和历史。可是行星就复杂的多了,这颗富含钻石的超级地球可能只是这类发现的其中一个范例,未来天文学家们必定会在邻近其他恒星周围发现更多特别的行星。(文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)