【只能由韦伯望远镜观测：发现大气成分难以解释的系外行星】美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）观测到一颗罕见类型的系外行星，其大气成分对现有形成理论构成挑战。这颗正式编号为PSR J2322-2650b的木星质量天体拥有前所未见的氦-碳主导型大气，该行星大气中可能存在悬浮的煤烟状云层，其内部深处碳云可凝结形成钻石。该行星的形成机制仍是未解之谜。研究首席研究员、芝加哥大学的张迈克（Michael Zhang）表示，行星大气中未检测到系外行星常见的分子（如水、甲烷、二氧化碳），反而观测到分子碳，特别是C3和C2。分子碳在行星温度条件下（夜侧最冷点约1200°F即650°C，日侧最热点约3700°F即2000°C）通常只会与其他原子结合，其主导地位表明大气中几乎不含氧或氮。在天文学家已研究的约150颗太阳系内外行星中，这是唯一检测到分子碳的样本。研究合作者、华盛顿卡内基地球与行星实验室的高彼得（Peter Gao）称这一发现"完全出乎意料"，数据处理后的共同反应是"这到底是什么"。该行星围绕毫秒脉冲星PSR J2322-2650运行。脉冲星是快速自转的中子星，以毫秒至秒级的规律间隔发射电磁辐射束，如同宇宙灯塔。该脉冲星预计主要发射伽马射线等高能粒子，这些辐射对韦伯的红外观测不可见，使科学家得以无干扰地详细研究行星全貌。行星轨道距脉冲星仅160万公里，公转周期仅7.8小时。作为对比，地球距太阳约1.5亿公里。脉冲星的强大引力将这颗木星质量行星拉伸成奇特的柠檬形状。斯坦福大学博士生玛雅·贝莱兹奈（Maya Beleznay）负责建立行星形状与轨道几何模型，她指出该系统的独特之处在于能看到被宿主星照亮但看不见的行星，从而获得极为纯净的光谱。该双星系统可能属于"黑寡妇"系统，但为非典型案例。黑寡妇系统指快速自转脉冲星与低质量恒星伴星组成的罕见双星系统，脉冲星通过吸积伴星物质加速自转并产生强辐射风，逐步蒸发摧毁伴星，如同蜘蛛蚕食配偶。然而PSR J2322-2650b被国际天文学联合会正式归类为系外行星（质量低于13倍木星质量、围绕恒星、褐矮星或恒星遗迹运行的天体），而非恒星。在约6000颗已知系外行星中，这是唯一一颗类似气态巨行星（质量、半径和温度与热木星相似）且围绕脉冲星运行的案例。目前已知仅有少数脉冲星拥有行星。张迈克指出："这东西是否像正常行星那样形成？不可能，因为成分完全不同。是否像'正常'黑寡妇系统那样通过剥离恒星外层形成？可能性也不大，因为核物理过程不会产生纯碳。难以想象如何获得这种极度富碳的成分，似乎排除了所有已知的形成机制。"斯坦福大学与卡维里粒子天体物理与宇宙学研究所的合作者罗杰·罗马尼（Roger Romani）提出一种可能解释：随着伴星冷却，内部的碳氧混合物开始结晶，纯碳晶体上浮并混入氦中形成观测到的成分，但如何排除氧和氮仍是未解之谜。这一发现只能由韦伯望远镜实现。其轨道位置和巨大遮阳板使仪器保持极低温，这对红外观测至关重要。地面设备无法完成此类研究。该成果展示了韦伯在系外行星大气成分分析领域独特的科学能力。