Marc Kuchner dan Sara Seager menciptakan istilah "planet karbon" pada tahun 2005 dan menyelidiki planet seperti ini mengikuti gagasan dari Katharina Lodders yang menyatakan bahwa Jupiter terbentuk dari inti yang kaya unsur karbon.[2] Penyelidikan sebelumnya tentang planet dengan rasio karbon-ke-oksigen yang tinggi termasuk Fegley & Cameron 1987.[3] Planet karbon dapat terbentuk jika cakram protoplanet kaya karbon dan miskin oksigen. Mereka akan berkembang secara berbeda dari Bumi, Mars, dan Venus, yang sebagian besar terdiri dari senyawa silikon-oksigen. Sistem planet yang berbeda memiliki rasio karbon-ke-oksigen yang berbeda, dengan planet terestrial Tata Surya lebih dekat dengan "planet oksigen" dengan rasio molar C/O 0,55.[4] Pada tahun 2020, survei terhadap 249 bintang analog surya terdekat menemukan 12% bintang memiliki rasio C/O di atas 0,65, menjadikannya kandidat untuk sistem planet kaya karbon.[5]Eksoplanet55 Cancri e, yang mengorbit bintang induk dengan rasio molar C/O 0,78,[6] adalah contoh yang mungkin merupakan planet karbon.
Definisi
Planet seperti itu mungkin memiliki inti yang kaya besi atau baja seperti planet kebumian yang telah diketahui. Di sekelilingnya adalah silikon karbida cair dan titanium karbida. Di atasnya, lapisan karbon berupa grafit, kemungkinan dengan substratum berlian setebal satu kilometer jika ada tekanan yang cukup. Selama letusan gunung berapi, ada kemungkinan berlian dari bagian dalam bisa muncul ke permukaan, menghasilkan gunung berlian dan silikon karbida. Permukaan akan mengandung hidrokarbon beku atau cair (misalnya tar dan metana) dan karbon monoksida.[7]Siklus cuaca secara teori dimungkinkan di planet karbon dengan atmosfer, asalkan suhu permukaan rata-rata di bawah 77 °C.
Namun, planet karbon mungkin tidak memiliki air, yang tidak dapat terbentuk karena oksigen yang dikirim oleh komet atau asteroid akan bereaksi dengan karbon di permukaannya. Atmosfer di planet karbon yang relatif dingin terutama terdiri dari karbon dioksida atau karbon monoksida dengan sejumlah besar kabut karbon.[8]
Komposisi
Perbandingan ukuran planet dengan komposisi berbeda[9]
Planet karbon diperkirakan memiliki diameter yang sama dengan planet silikat dan air dengan massa yang sama, berpotensi membuat mereka sulit dibedakan.[10] Kesetaraan fitur geologi di Bumi mungkin juga ada, tetapi dengan komposisi yang berbeda. Misalnya, sungainya mungkin terdiri dari minyak. Jika suhunya cukup rendah (di bawah 350 K), maka gas mungkin dapat disintesis secara fotokimia menjadi hidrokarbon rantai panjang, yang dapat turun ke permukaan.
Pada tahun 2011, NASA membatalkan misi, yang disebut TPF, yang akan menjadi observatorium yang jauh lebih besar daripada Teleskop Luar Angkasa Hubble yang dapat mendeteksi planet semacam itu. Spektrum planet karbon akan kekurangan air, tetapi menunjukkan adanya zat berkarbon, seperti karbon monoksida.
Kandidat potensial
PulsarPSR 1257 + 12 mungkin memiliki planet karbon yang terbentuk dari gangguan bintang penghasil karbon. Planet karbon mungkin juga terletak di dekat Pusat Galaksi atau gugus bola yang mengorbit galaksi, di mana bintang memiliki rasio karbon-ke-oksigen yang lebih tinggi daripada Matahari. Saat bintang tua mati, mereka memuntahkan karbon dalam jumlah besar. Seiring berjalannya waktu dan semakin banyak generasi bintang berakhir, konsentrasi karbon, dan planet karbon, akan meningkat.[11]
Pada Oktober 2012, diumumkan bahwa 55 Cancri e menunjukkan bukti sebagai planet karbon. Planet ini memiliki delapan kali massa Bumi, dan dua kali radiusnya. Penelitian menunjukkan bahwa planet bersuhu 2.150 °C (3.900 °F) itu "tertutup grafit dan berlian alih-alih air dan granit". Planet ini mengorbit bintang 55 Cancri setiap 18 jam sekali.[12]
Pada Agustus 2011, Matthew Bailes dan tim ahli dari Swinburne University of Technology di Australia melaporkan bahwa pulsar milidetikPSR J1719-1438 mungkin memiliki bintang pendamping biner yang telah hancur menjadi planet yang jauh lebih kecil yang sebagian besar terbuat dari berlian padat. Mereka menyimpulkan bahwa planet pendamping kecil pasti mengorbit pulsar dan menyebabkan tarikan gravitasi yang dapat dideteksi. Pemeriksaan lebih lanjut mengungkapkan bahwa meskipun planet ini relatif kecil (60.000 km, atau lima kali lebih besar dari Bumi) massanya sedikit lebih besar dari Jupiter. Kepadatan tinggi planet ini memberi tim petunjuk tentang kemungkinan susunan karbon dan oksigennya — dan mengagaskan bentuk kristal unsur-unsurnya.[13] Namun, "planet" ini diteorikan sebagai sisa-sisa rekan katai putih yang menguap, hanya menyisakan inti dalamnya. Menurut beberapa definisi planet, planet ini tidak memenuhi syarat karena ia terbentuk sebagai bintang.[14]
^Stonkutė, E.; Chorniy, Y.; Tautvaišienė, G.; Drazdauskas, A.; Minkevičiūtė, R.; Mikolaitis, Š.; Kjeldsen, H.; Essen, C. von; Pakštienė, E. (2020). "High-resolution Spectroscopic Study of Dwarf Stars in the Northern Sky: Lithium, Carbon, and Oxygen Abundances". The Astronomical Journal. 159 (3): 90. arXiv:2002.05555. Bibcode:2020AJ....159...90S. doi:10.3847/1538-3881/ab6a19.
^Teske, Johanna K.; Cunha, Katia; Schuler, Simon C.; Griffith, Caitlin A.; Smith, Verne V. (2013). "Carbon and Oxygen Abundances in Cool Metal-Rich Exoplanet Hosts: A Case Study of the C/O Ratio of 55 Cancri". The Astrophysical Journal. 778 (2): 132. arXiv:1309.6032. Bibcode:2013ApJ...778..132T. doi:10.1088/0004-637X/778/2/132.
