碳质

SA的远紫外分光探测器（FUSE）所拍摄的光谱之后，已经找到了一个符合标准的原行星盘。这个得到了充分研究的碎屑盘围绕在绘架座Beta星周围，其中的碳元素数量是氧元素的9倍；而太阳上的碳的数量只有氧的一半。绘架座Beta系统的年龄约为1200万年，距离地球仅63光年，早就被视为一个正在演化中的年轻行星系统的经典范例。不过数量如此庞大的碳元素已经让研究人员开始彷徨，这个系统究竟属于什么类型。一颗碳基行星（上图）也许拥有一个与地球（下图）类似的核心，但它的地幔和地壳将富含大量的碳元素。研究者推测，地壳中的高压可能会在行星的地壳深处形成一层厚厚的钻石层。碳基行星由内而外的标注分别是：铁/镍/碳核、碳化物地幔、可能的钻石层、碳化物地壳、大气层；硅基行星由内而外的标注分别是：铁/镍核、硅酸盐地幔、硅酸盐地壳、大气层。S&T: Gregg Dinderman. Source: Marc Kuchner / Sara Seager. 　　亚希·罗伯奇（Aki Roberge，NASA/哥达德）领导了这个FUSE观测小组，他指出，这个物质盘也许代表了另一类行星系统。这样一个系统中的岩石行星也许跟地球大不一样，它们的地壳也许由石墨（也就是铅笔芯）构成，随处都散布着钻石，不过这并不是唯一的区别。 “想像一个这样的行星，那里的水和氧气极其缺乏，但类似甲烷、丙烷、丁烷、焦油和煤烟这样的化合物却大量存在，”库切纳说。“碳基星球上的生命一定会非常奇怪。” 但是碳基行星并不是绘架座Beta的惟一可能。罗伯奇的小组推测，还存在着另一种情况：绘架座Beta的物质盘也许代表了一个富碳的阶段，这是所有的行星系统，包括我们的太阳系在内，都曾经历过的。“绘架座Beta可能就像一台时间机器，让我们看见了处于幼年时期的太阳系，”罗伯奇说。如果是这样的话，罗伯奇说，她预期将会发现另外一些同样富含碳元素的碎屑盘。她的小组目前只用FUSE研究了绘架座Beta；不过，天文学家还知道许多可供研究的年轻物质盘。不过，如果我们的太阳系在年轻时富含碳元素的话，所有这些碳都是从哪儿来的？又到哪儿去了呢？科内尔·亚历山大（Conel Alexander），华盛顿卡内基研究所的一位宇宙化学家认为，小行星和彗星可能是罪魁祸首。碎屑盘是一个特别动荡的地方，小行星和彗星在那里经常发生碰撞。这样的碰撞会将富碳气体撞出来，在原本拥有硅基行星的系统中释放过剩的碳元素。强烈的星风也许会在数百万年的时间内，将这些过剩的碳元素驱逐出境。天文学家在我们太阳系的原始尘埃颗粒中，找到了这种理论的证据。其中一些尘埃保留着远古的碳成份，暗示我们的太阳系曾经拥有多得多的碳元素。 “然而，这些尘埃颗粒的碳含量不足以解释我们在绘架座Beta中看到的气体成份，”亚历山大说。“我们需要考虑一种更加奇异的解释。” 绘架座Beta星周围的气体尘埃厚盘奇怪地拥有超多的碳元素。这张假色红外照片展示了尘埃发出光线，而年轻的恒星则被遮挡住了。这张照片是由Grenoble天文台3.6米的望远镜拍摄的。 Courtesy Jean-Luc Beuzit / GO / European Southern Observatory. 　　罗伯奇和她的小组在6月8日的《自然（Nature）》杂志上公布了他们的结果。他们猜测，进一步探索绘架座Beta周围的富碳物质盘，并且寻找更多类似的天体，将需要使用更新的设备。他们推测，有可能被安装到哈勃太空望远镜上的宇宙起源摄谱仪（Cosmic Origins Spectrograph），或者将于2012年在智利建成的阿塔卡马大型毫米波天线阵（Atacama Large Millimeter Array），将拥有足够的灵敏度，可以对这些富碳气体进行细致的研究。 “也许绘架座Beta只是我们太阳系的一个缩影，”库切纳说。“或者，它正在告诉我们，宇宙中还存在着其他令人眼花缭乱的、不同种类的行星系统。”
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