據(jù)最新一期《天體物理學(xué)雜志通訊》披露，美國(guó)宇航局詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡在系外行星觀測(cè)領(lǐng)域取得突破性發(fā)現(xiàn)——一顆圍繞脈沖星運(yùn)行的特殊行星被證實(shí)擁有以氦和碳為主導(dǎo)的異常大氣層，其成分構(gòu)成對(duì)現(xiàn)有行星形成理論構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

這顆編號(hào)為PSR J2322-2650b的類木行星，距離地球約1200光年，其質(zhì)量與木星相當(dāng)卻呈現(xiàn)出截然不同的物理特征。研究團(tuán)隊(duì)通過分析韋布望遠(yuǎn)鏡的紅外光譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該行星大氣中未檢測(cè)到水、甲烷或二氧化碳等常見分子，反而存在大量游離態(tài)的分子碳。這種特殊成分在1200°F至3700°F的極端溫度環(huán)境下形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，暗示大氣中幾乎不存在氧或氮元素。

參與研究的斯坦福大學(xué)博士生瑪雅·貝萊茲奈指出："該系統(tǒng)的觀測(cè)條件堪稱完美。由于宿主脈沖星自身不發(fā)光，我們得以在行星完整軌道周期內(nèi)獲取純凈光譜數(shù)據(jù)，這種研究模式在常規(guī)系外行星觀測(cè)中難以實(shí)現(xiàn)。"研究顯示，這顆行星與宿主星的距離僅相當(dāng)于地日距離的1/93，公轉(zhuǎn)周期僅7.8小時(shí)，在強(qiáng)大潮汐力作用下被拉扯成檸檬狀。

作為研究對(duì)象的毫秒脈沖星具有獨(dú)特性質(zhì)：其質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)w積僅相當(dāng)于一座城市，每秒旋轉(zhuǎn)數(shù)百次并規(guī)律釋放伽馬射線等高能輻射。這種極端環(huán)境下的行星演化過程完全超出傳統(tǒng)認(rèn)知——項(xiàng)目首席科學(xué)家張邁克爾強(qiáng)調(diào)："我們既未發(fā)現(xiàn)典型行星形成的物質(zhì)痕跡，也找不到黑寡婦系統(tǒng)通過剝離恒星物質(zhì)形成的證據(jù)，純碳大氣層的形成機(jī)制仍是未解之謎。"

研究團(tuán)隊(duì)提出多種解釋模型：芝加哥大學(xué)研究員羅杰·羅馬尼推測(cè)，行星內(nèi)部可能存在碳氧混合物的結(jié)晶分層現(xiàn)象，純碳晶體上浮形成可見云層；華盛頓卡內(nèi)基地球與行星實(shí)驗(yàn)室的彼得·高則認(rèn)為，極端富碳環(huán)境可能源于未知的核合成過程。目前觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，在已研究的約150顆系外行星中，尚未發(fā)現(xiàn)類似的大氣成分構(gòu)成。

這顆被歸類為"黑寡婦系統(tǒng)"的特殊天體，其演化軌跡充滿戲劇性——脈沖星通過星風(fēng)和輻射持續(xù)侵蝕伴星物質(zhì)，但此次確認(rèn)的伴星質(zhì)量低于13倍木星閾值，符合行星定義標(biāo)準(zhǔn)。研究團(tuán)隊(duì)特別指出，該系統(tǒng)為探索極端物理環(huán)境下的物質(zhì)狀態(tài)提供了獨(dú)特實(shí)驗(yàn)室，其大氣中漂浮的碳云可能凝結(jié)形成鉆石微粒，但氧氮元素缺失現(xiàn)象仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。