天文學是一門研究奇異事物的科學，但天文學家最想找到的是熟悉的事物：另一顆類似地球的行星，一個在充滿敵意的宇宙中適宜居住的面孔。去年三月發射的開普勒探測器是他們迄今為止發現類地行星的最佳工具，這些行星圍繞著類太陽恆星執行，而不是行星探測者迄今為止主要收穫的巨行星。許多人預測2010年將是系外地球年。但如果與天文學家預期截然不同的巨行星有任何指示意義的話，那麼這些地球可能也不會那麼令人安心地熟悉。
近年來，理論學家們意識到，其他地球質量的行星可能是巨大的水滴、氮球或鐵塊。說出你最喜歡的元素或化合物，就會有人想象出一顆由它組成的行星。可能性的範圍很大程度上取決於碳氧比。氫和氦之後，這些是宇宙中最常見的元素，在胚胎行星系統中，它們結合形成一氧化碳。略微過量的元素最終主導了行星的化學成分。
在我們的太陽系中，氧氣占主導地位。雖然我們傾向於認為我們的星球是由碳定義的，生命的基礎，但實際上碳元素只是一個相當小的組成部分。類地行星由富含氧的矽酸鹽礦物構成。外太陽系富含另一種富氧化合物——水。
支援科學新聞事業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業： 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
一項新的研究詳細展示了碳是如何落敗的。亞利桑那大學和行星科學研究所 (PSI) 的 Jade Bond、亞利桑那大學的 Dante Lauretta 和 PSI 的 David O’Brien 模擬了化學元素在太陽系形成過程中是如何分佈的。他們發現，碳在原行星盤中保持氣態，最終被吹入深空； 胚胎地球最終完全沒有碳。我們身體中的碳一定是後來由小行星和彗星帶來的，這些小行星和彗星在允許它們結合碳元素的條件下形成。
正如當時在普林斯頓大學的 Marc Kuchner 和當時在華盛頓卡內基研究所的 Sara Seager 在 2005 年提出的那樣，如果碳氧平衡向另一個方向傾斜，地球將會變得非常不同。它將不是由矽酸鹽組成，而是由碳基化合物組成，例如碳化矽，甚至純碳本身。地殼將主要由石墨組成，在地下幾公里處，壓力將足夠高，可以形成堅硬的鑽石和其他晶體外殼。這顆行星將不會有水冰，而是會有一氧化碳冰或甲烷冰；它可能不會有液態水，而是會有焦油海洋。
星系可能充滿了這樣的世界。 Bond 引用的一項觀測調查顯示，行星主恆星的平均碳氧比高於太陽，她的團隊的模擬預測，最富集的系統會誕生碳行星。 Bond 說：“其中一些成分與太陽系差異很大，因此產生的類地行星具有截然不同的成分。”
可以肯定的是，其他調查發現太陽與同類恆星中的平均恆星沒有區別。開普勒探測器可能有助於解決這個問題，因為即使是它可以收集到的關於行星的有限資訊——它們的質量和半徑——也足以判斷它們的總體成分。
碳地球可能在更奇異的環境中特別普遍，例如白矮星和中子星周圍。星系中通常富含重元素的區域，例如銀河系中心，具有較高的碳氧比。隨著時間的推移，恆星繼續製造重元素，各地的平衡都將向有利於碳的方向傾斜。
這些和其他天文發現顛覆了我們對熟悉和陌生的概念。星系的大部分是暗物質； 大多數太陽都比我們的太陽更暗更紅； 現在看來，其他地球可能並不特別像地球。如果有什麼偏離常態並值得稱之為奇異，那就是我們自己。