鑽石行星

2013/02/07 |

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在某些系外行星上，鑽石可能比石頭還多。

撰文／麥森（John Matson）

對於環繞著遙遠恆星的系外行星，相關研究仍處於初期階段。然而，研究人員已發現的數百顆系外行星，沒有兩顆是相似的。有的巨大到可以把木星壓扁，有的則是小得像是被恆星燒烤著的鵝卵石，有的則打腫臉充胖子、密度低得有如苔蘚聚集而成的泥炭。還有些系外行星猛一看覺得很熟悉，但是某些性質卻和地球相反，地球上的稀有物質在那裡到處都是，反之亦然。

舉例來說，碳是構成鑽石到石油等珍貴物質的關鍵元素，儘管如此重要，碳卻佔地球組成不到0.1%。

不過，在其他的行星上，碳卻可能和泥土一樣普通，搞不好，那裡的泥土根本就是碳。有一顆距離我們40光年遠的系外行星，最近經判定就是這樣的一個地方，碳是該行星最主要的成份，而且內部的強大壓力讓大量的碳組成了鑽石。

這個稱為巨蟹座55e（55 Cancri e）的行星，地殼由石墨組成，厚達數百公里。美國耶魯大學的天文物理博士後研究員馬度蘇罕（Nikku Madhusudhan）說：「如果你繼續往下挖，會發現地殼之下有很厚的鑽石層。」結晶的鑽石層厚度達行星半徑的1/3。

這些主要由碳組成的行星，形成過程和地球非常不同。如果以太陽的成份為指標，最初形成太陽系行星的塵埃和氣體中，氧氣約是碳的兩倍。而地球上的岩石也確實大多是富含氧的矽酸鹽礦物。然而，天文學家發現巨蟹座55e所環繞的恆星，卻是含碳略多於氧，這顯示出截然不同的行星形成環境。馬度蘇罕和同事計算這顆行星的性質時，發現它的密度比水高，但是比地球上的礦物低，符合對碳行星的預測。該研究結果發表在2012年11月10日的《天文物理期刊通訊》（Astrophysical Journal Letters）。

美國航太總署哥達德太空飛行中心的庫赫納（Marc Kuchner）說：「如果碳行星上有任何生命體，它們將和仰賴氧的地球生物截然不同。在燃料用途上，稀有的氧氣和人類亟需的碳氫燃料一樣珍貴。」即使是求婚的方式也會很特別，庫赫納若有所思地說：「在碳星球上，會讓人興奮的是一小杯亮晶晶的水，而不是鑽戒。」（洪艾彊　譯）

SA原文：Carbon Planets Turn Earth’s Chemistry on Its Head.

研究文獻：A Possible Carbon-rich Interior in Super-Earth 55 Cancri e. Nikku Madhusudhan et al. 2012 ApJ 759 L40

刊載於《科學人》2013年第132期02月號