碳行星是一种理论中的星球，它们最大的特点就是星球中碳元素要多于氧元素。比如我们的地球地壳中，包含了很多种不同的矿物质，这其中氧元素是最丰富的元素，地球地壳中大约有一半的物质质量都是氧元素，所以地球这样的类地行星也可以称作是“氧行星”。
在太阳系中，类似于地球这样的岩石行星，通常较低的碳氧比。比如地球、火星和金星的碳氧摩尔比（简称碳氧比）大约为0.55。
但是在2020年的时候，天文学家对太阳系周围的249颗恒星进行的调查显示，大约有12%的恒星碳氧比高于0.65，这些恒星系中如果存在系外行星的话，那么它们很有可能会形成所谓的碳行星。
这其中最有可能的是碳行星是巨蟹座55e（55 Cancri e），因为这个系外行星的主恒星的碳氧比高达0.78，非常适合形成碳行星。
不过大家不要误会碳行星上就是以碳元素为主的，其实碳元素主要集中在行星地壳之中。而在行星核处，这里可能和地球是比较类似的，它们也可能拥有一颗富含铁元素的核心，周围是熔融状态的碳化硅和碳化钛地幔物质，在地壳下面，还可能有一层由石墨组成的地层，如果压力足够大的话，还可能会形成几千米厚的钻石层。
当碳行星上发生火山喷发的时候，内部的钻石可能会被带到地面上，形成钻石山和碳化硅山脉。
而在碳行星的表面上，则会富含冷冻状态或液态的碳氢化合物，比如焦油或者甲烷以及一氧化碳和二氧化碳组成的大气层。
但是和类地行星不一样的地方在于，在碳行星上，可能会没有水的存在。这是因为水无法在碳行星上形成，当彗星或者是小行星将任何氧元素输送到碳行星上的时候，这些氧元素都会和碳发生反应，从而使得氧分子无法和氢元素形成水。
虽然没有水，但是在碳行星上依然可能会有天气循环系统、河流、湖泊甚至是海洋。这一切的前提是如果碳行星的表面温度不高于77℃（350K）的话，一些长链碳氢化合物会能够存在于星球表面上，它们类似于石油，这些石油能够能够蒸发形成气体，在高空冷凝成液体降落到地面上，从而形成河流、湖泊和海洋。
当然，因为缺少水的存在，碳行星上不太有可能存在我们所熟知的生命形态。
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