NASA的詹姆斯?韋布空間望遠(yuǎn)鏡近日取得了一項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)：一顆圍繞脈沖星運(yùn)行的系外行星，其大氣成分與現(xiàn)有行星形成理論大相徑庭。這顆編號(hào)為PSR J2322-2650b的天體，質(zhì)量與木星相當(dāng)，卻擁有以氦和碳為主的異常大氣層，甚至可能在深處凝結(jié)出鉆石。

這顆行星的獨(dú)特性首先體現(xiàn)在其宿主恒星——一顆毫秒脈沖星上。脈沖星是高速旋轉(zhuǎn)的中子星，會(huì)以毫秒至秒為間隔規(guī)律地發(fā)射電磁輻射束。由于輻射束僅在指向地球時(shí)才能被探測(cè)到，且這顆脈沖星本身不發(fā)光，科學(xué)家得以在行星的完整軌道周期內(nèi)進(jìn)行精細(xì)觀測(cè)。華盛頓卡內(nèi)基地球與行星實(shí)驗(yàn)室的研究員彼得?高表示：“當(dāng)我們獲取數(shù)據(jù)后，團(tuán)隊(duì)的反應(yīng)是‘這到底是什么？’它與我們的預(yù)期截然不同。”

斯坦福大學(xué)參與行星形態(tài)與軌道建模的博士生瑪雅?貝萊茲奈進(jìn)一步解釋了觀測(cè)的獨(dú)特性：“該系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于，我們能觀測(cè)到行星被宿主星照亮，卻完全看不見(jiàn)宿主星本身。因此我們獲得了極其純凈的光譜數(shù)據(jù)，可比常規(guī)系外行星研究更深入。”

這顆行星的大氣成分尤為引人注目。芝加哥大學(xué)研究員、項(xiàng)目首席科學(xué)家張邁克爾指出：“我們未檢測(cè)到系外行星常見(jiàn)的水、甲烷或二氧化碳分子，卻發(fā)現(xiàn)了分子碳。”分子碳的大氣極為罕見(jiàn)，因?yàn)樵?200°F（夜側(cè)最低溫）至3700°F（晝側(cè)最高溫）的環(huán)境下，碳原子極易與其他原子結(jié)合。分子碳占主導(dǎo)表明大氣中幾乎不含氧或氮。在迄今研究的約150顆太陽(yáng)系內(nèi)外行星中，尚未發(fā)現(xiàn)其他存在可探測(cè)分子碳的案例。

這顆行星的軌道特征也十分極端。它距離宿主星僅100萬(wàn)英里（地日距離約9300萬(wàn)英里），公轉(zhuǎn)周期僅7.8小時(shí)。巨大的引力將這顆木星質(zhì)量的行星拉扯成怪異的檸檬狀。該雙星系統(tǒng)可歸類(lèi)為“黑寡婦系統(tǒng)”——脈沖星通過(guò)星風(fēng)與輻射持續(xù)侵蝕伴星。但此次伴星被確認(rèn)為系外行星（質(zhì)量低于13倍木星），而非恒星。

對(duì)于這顆行星的形成機(jī)制，科學(xué)家們提出了諸多疑問(wèn)。張邁克爾質(zhì)疑道：“它是否如普通行星般形成？不可能，因其成分完全不同。是否如典型黑寡婦系統(tǒng)通過(guò)剝離恒星外層形成？核物理過(guò)程無(wú)法產(chǎn)生純碳，這種極端富碳成分難以用已知機(jī)制解釋。”斯坦福大學(xué)研究者羅杰?羅馬尼則提出了一種推測(cè)：“伴星冷卻時(shí)，內(nèi)部的碳氧混合物開(kāi)始結(jié)晶。純碳晶體上浮至氦層形成可見(jiàn)云，但氧氮元素的缺失仍是未解之謎。”