什么是钻石行星？宇宙中钻石行星的数量

科学日报报道，近日美国耶鲁大学的天文学家进行的一项最新研究表明，富含碳的行星可能比之前预想的更加普遍。这些行星位于太阳系以外，它们或可能包含大量的石墨沉积物或者钻石，这类行星的大量存在暗示了新的问题，也即富含碳的环境对气候、板块运动和其它地质过程以及生命的启示意义。

什么是钻石行星？钻石行星看上去表面散布钻石，实际上为岩石行星。钻石行星的表面上不存在水源，主要组成成分是碳（石墨和钻石）、铁、碳化硅以及未定的硅酸盐。

“尽管地球上存在的碳含量相对较少，但碳对于生命的出现以及利用碳-硅循环来调节气候来说至关重要。”耶鲁大学博士研究生约翰·莫里亚蒂（John Moriarty）这样说道。“这是一个有关富含碳的化学过程将如何影响系外行星可居住性的开放式问题，我们希望我们的发现能够激发科学家们的研究兴趣，从而帮助解答这些问题。”

这项研究是由莫里亚蒂与耶鲁大学天文学家黛博拉·费舍尔(Debra Fischer)教授以及前耶鲁博士后研究员、英国剑桥大学的尼克·迈德苏汗(Nikku Madhusudhan)合作进行的。

系外行星是指位于太阳系以外的行星。2012年10月迈德苏汗发表了一篇文章辩论称行星55 Cancri e——一个体积为地球2倍的多岩石系外行星——或可能被石墨和钻石覆盖。

天文学家一般认为多岩石行星主要是由铁、氧、镁和硅组成，只包含小部分的碳。相比之下，富含碳的行星所包含的碳含量从百分之几到75%不等，地球的碳含量只有0.005%。

莫里亚蒂、迈德苏汗和费舍尔建立了一种更高级的模型，能够估计系外行星的组成部分。之前的模型是基于行星形成的气体池（或者气体盘）的静态快照，而最新的模型可以追踪随着气体盘的不断衰老组成成分所发生的变化。

研究人员发现，如果气体盘的碳-氧比例超过0.8，那么富含碳的行星的形成位置距离气体盘中央比预想的更远。此外，富含碳的行星可以形成于碳-氧比例低至0.65的气体盘内，前提是如果这些行星距离宿主恒星非常近。

之前的模型预测富含碳的行星只能形成于碳-氧比例高于0.8的气体盘内。而最新发现非常重要，因为碳-氧比例高于0.65的恒星比碳-氧比例高于0.8的恒星数量要多得多。

迈德苏汗表示：“我们的研究显示，外星世界可能在化学组成成分方面非常多样化，包括很多与我们的世界截然不同的行星。”目前已经有1000多颗被证实的系外行星，3000多颗系外行星候选者。

“一个重要的问题便是我们的地球是否是一颗典型的多岩石行星，” 费舍尔说道。“尽管新发现的系外行星数量不断在增加，我们仍然无法确定的回答这一问题。最新的研究拓展了或可能影响其它行星可居住性的因素的范围。”这项研究被发表在期刊《天体物理学》上。