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这是太阳系外行星「PSR J2322-2650 b」的想象图。它位于孔雀座方向,距离约2000光年。其质量估计至少为木星的0.8倍。
【▲ 脉冲星「PSR J2322-2650」(右上)与围绕其公转的太阳系外行星「PSR J2322-2650 b」(左下)的想象图(Credit: Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI))】
PSR J2322-2650 b的特征之一是围绕脉冲星「PSR J2322-2650」公转。在目前已发现的约6000颗太阳系外行星中,围绕脉冲星公转的行星极为稀少。
脉冲星是高速自转的中子星的一种,是伴随自转可观测到规则脉冲状电磁波的天体。
PSR J2322-2650 b围绕主星脉冲星的轨道距离仅约0.01天文单位(约150万公里,相当于地球到太阳距离的1%),公转一周仅需约7.7小时。
因此,该行星的大气被加热到昼侧约1800℃、夜侧约640℃的程度,此外,脉冲星的强大潮汐力使其被扭曲成柠檬般的形状。
非常丰富的碳引发起源之谜
此次,以芝加哥大学Michael Zhang为首的研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)的近红外光谱仪(NIRSpec)观测PSR J2322-2650 b,发表了关于该行星大气的新研究成果。
研究团队称,在以氦为主成分的PSR J2322-2650 b大气中,未检测到太阳系外行星通常预期存在的水、甲烷、二氧化碳等分子,反而检测到了双原子碳(C₂)和三碳(C₃)。
这些分子反应性高,易与其他原子结合。因此,即使在PSR J2322-2650 b这样的高温大气中仍能大量存在,仅限于几乎没有易与碳结合的其他原子的情况。
【▲ 太阳系外行星「PSR J2322-2650 b」的想象图(Credit: Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI))】
包括脉冲星在内的中子星被认为是伴随大质量恒星的超新星爆发而诞生的。因此,在脉冲星周围发现的行星质量天体,要么是幸存于超新星爆发,要么是爆发后形成的。
在这些围绕脉冲星公转的行星中,PSR J2322-2650 b也对起源提出了重大谜题。
Zhang指出,若与普通行星一样形成,其组成却完全不同;此外,考虑到氧和氮的存在比,也难以认为它是由成为脉冲星的恒星的伴星(曾组成双星)的外层被剥离而形成。PSR J2322-2650 b碳含量极高的组成,似乎否定了所有已知的形成机制。
关于未来,研究团队指出,需通过观测类似天体,判断PSR J2322-2650 b是特殊案例还是代表案例。
此外,参与研究的斯坦福大学Roger Romani评论称“期待进一步了解这一大气的奇妙之处”,可见研究者们期待挑战PSR J2322-2650 b的谜题。
