Saturday, Aug. 23, 2014

     

鑽石行星

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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

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科學人

《科學人》雜誌-遠流出版公司於2002年3月發行Scientific American中文版,除了翻譯原有文章更致力於本土科學發展與關懷。

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