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韦伯发现柠檬形系外行星 PSR J2322-2650b — 等级 B2 — an artist's rendering of a space ship approaching a planet

韦伯发现柠檬形系外行星 PSR J2322-2650bCEFR B2

2025年12月16日

等级 B2 – 中高级
6 分钟
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詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到名为 PSR J2322-2650b 的新型系外行星,挑战了现有的行星形成认识。该行星质量与木星同量级,围绕一颗高速自转的脉冲星运行。脉冲星发出的伽马射线和高能粒子对韦伯的红外仪器不可见,因此研究者可以在整个轨道上观测行星而不被恒星耀光淹没。

光谱显示大气主要由氦和碳构成,检测到分子碳(C3 和 C2),但没有发现水、甲烷或二氧化碳。在强烈压力下,碳可能凝结为钻石。首席研究员迈克尔·张称这是“从未见过的新型行星大气”,研究团队认为这些证据排除了多种已知的形成机制。

PSR J2322-2650b 距其恒星约100万英里,轨道周期仅7.8小时。亮度变化模型表明脉冲星的引力把行星拉成长成柠檬形。该系统属于“黑寡妇”类别:脉冲星与体积小得多的伴星配对,质量转移能使脉冲星加速自转,而强风会蒸发伴星。国际天文学联合会将该伴星归类为系外行星。

斯坦福的罗杰·罗马尼提出一种可能的解释:伴星冷却时,碳氧混合物开始结晶,纯碳晶体上浮并与氦混合,这或能解释观测到的成分,但如何把氧和氮隔离仍有争议。团队表示需要更多观测与数值建模来检验这些假设。

  • 韦伯的红外灵敏度
  • 约100万英里的运行位置
  • 大型遮阳板保持仪器低温

该研究已被《天体物理学快报》接受发表,工作由 NASA 和 Heising-Simons 基金会资助,发布来源为芝加哥大学。

难词

  • 系外行星太阳系之外的行星
  • 脉冲星快速自转并发射脉冲的星体
  • 伽马射线能量极高的电磁辐射
  • 形成机制事物产生的过程和原因
  • 大气围绕行星的气体层
  • 结晶从液体或混合物变成固体
  • 黑寡妇脉冲星与小质量伴星系统

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讨论问题

  • 如果行星大气主要由氦和碳构成,这对寻找类地生命有什么影响?请说明理由。
  • 文章提到多种已知形成机制被排除,你认为接下来哪些观测或模型最重要来检验新的形成假设?
  • ‘黑寡妇’系统中的质量转移和风会如何改变伴星的长期演化?结合文中信息讨论。

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