含有豐富碳元素的系外行星可能擁有大量鑽石


一項新研究中,認為在適當的條件下,某些含有豐富碳元素的系外行星可能是鑽石和二氧化矽構成。由於恆星與行星從同一氣體雲中形成,因此整體組成相似。碳氧比較低的恆星將擁有像地球一樣的行星,這種行星由矽酸鹽和氧化物組成,而鑽石含量非常少(地球的鑽石含量約為0.001%)。但是,比太陽高碳氧比的恆星,其周圍行星可能含有豐富的碳元素。研究人員認為如果水含量很高,則這些含有豐富碳元素的系外行星可以轉化為鑽石和矽酸鹽。

為了驗證這一個假設,研究團隊在實驗室使用高壓鑽石砧,模擬碳化物豐厚的系外行星內部的高溫高壓。首先,他們將碳化矽浸入水中,並將樣品施以非常高的壓力。為了監測碳化矽與水之間的反應,他們將樣品以激光加熱並同時以X射線測量。正如他們所預測的那樣,在高溫和高壓下,碳化矽與水發生反應,變成鑽石和二氧化矽。但研究人員表示這種富含碳的行星可能不具備生命所需的特性,因為含有豐富碳元素的行星太難有地質活性,而缺乏地質活動可能會使大氣成分難以讓生命存在。但不管是否適合生命居住,這將幫助我們更了解太陽系以外的世界。

【圖:亞利桑那州立大學;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年8月26日出版的《行星科學報》

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