近日,NASA发布消息称,詹姆斯·韦布空间望远镜在玉夫座方向、距离地球约750光年处,发现了一颗极具反常特征的系外行星——PSR J2322-2650b。这颗行星质量与太阳系木星相当,却围绕着一颗名为PSR J2322-2650的脉冲星运行,其怪异的外形和反常的大气成分,让科学家们陷入了困惑。
我们熟知的行星多为球状,但PSR J2322-2650b却呈现出罕见的长椭球体,酷似一颗巨大的柠檬。这一奇特形状源于它与母星极近的距离——两者仅相距约160万公里,在宇宙尺度上近乎“贴脸”。其母星PSR J2322-2650是一颗脉冲星,作为大质量恒星消亡后的致密残骸,它直径仅20至25公里,质量却达太阳的1.4倍,引力极强。
由于距离过近,PSR J2322-2650b的公转周期仅7.8小时,且已被潮汐锁定,始终以同一面朝向母星。脉冲星的强大引力如同无形的大手,将这颗行星拉扯成長轴指向母星、短轴垂直轨道面的形态,这一现象被称为潮汐形变。不过,相较于外形,它的大气成分才是真正令人费解的地方。
理论上,木星级质量的行星,大气主要成分应为氢和氦。但韦布望远镜的观测显示,PSR J2322-2650b的大气以氦气为主,还含有大量气态碳分子(C2和C3),却未检测到其他元素的痕迹。这一发现完全超出了现有理论预期,让科学家们难以解释。
有科学家推测,脉冲星的高能辐射可能吹走了行星大气,但这一说法无法自圆其说。因为高能辐射会优先带走最轻的氢,其次是氦,再到氧、氮等较重元素,而碳并不比氧、氮更“抗吹”,若氧、氮已被吹走,碳不可能留存,更不用说更轻的氦气。
也有人猜测,它可能是脉冲星抛出的外层物质凝聚而成,但恒星内部的核反应无法产生接近纯碳的物质,无法解释其大气的富碳特征。至于韦布望远镜观测失误的可能,也被科学家排除——这颗行星背阳面温度约650℃,向阳面高达2040℃,高温下若有氢、氧、氮,碳会迅速与之结合形成稳定分子,而非气态碳。
这意味着,韦布望远镜的观测无误,PSR J2322-2650b的大气中确实只有氦气和气态碳分子。科学家表示,此前从未发现过大气成分如此奇特的行星,现有理论框架无法对其作出合理解释。目前,相关研究仍在推进中,这颗“柠檬行星”的谜团,等待着科学家们进一步探索揭开,也或许将改写人类对行星形成与演化的认知。