隨著像NASA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，TESS和開(kāi)普勒這樣的任務(wù)繼續(xù)提供關(guān)于系外行星(圍繞其他恒星的行星)特性的見(jiàn)識(shí)，科學(xué)家越來(lái)越能夠?qū)⑦@些行星的外觀(guān)，它們的構(gòu)成以及是否可以可以居住，甚至可以居住。

在最近發(fā)表在《行星科學(xué)雜志》上的一項(xiàng)新研究中，來(lái)自亞利桑那州立大學(xué)(ASU)和芝加哥大學(xué)的一組研究人員確定，在適當(dāng)?shù)那闆r下，某些富含碳的系外行星可以用鉆石和二氧化硅制成。

美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)地球與太空探索學(xué)院的主要作者哈里森·艾倫-薩特說(shuō)：“這些系外行星與我們的太陽(yáng)系不同。”

鉆石系外行星形成

當(dāng)恒星和行星形成時(shí)，它們是從同一氣體云中形成的，因此它們的整體組成是相似的。碳氧比較低的恒星將擁有像地球一樣的行星，該行星由硅酸鹽和氧化物組成，金剛石含量非常少(地球的金剛石含量約為0.001%)。

但是，碳氧比比太陽(yáng)高的恒星周?chē)南低庑行歉锌赡芨缓?。Allen-Sutter及其合著者，ASU的Emily Garhart，Kurt Leinenweber和Dan Shim以及芝加哥大學(xué)的Vitali Prakapenka和Eran Greenberg都假設(shè)，如果水(水含量很高，那么這些富含碳的系外行星可以轉(zhuǎn)化為鉆石和硅酸鹽。存在于宇宙中，創(chuàng)造出富含鉆石的成分。

鉆石砧和X射線(xiàn)

為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究團(tuán)隊(duì)需要使用高溫和高壓來(lái)模擬硬質(zhì)合金系外行星的內(nèi)部。為此，他們?cè)诤现摺兜厍蚺c行星材料實(shí)驗(yàn)室》的合著者中使用了高壓金剛石-砧室。

首先，他們將碳化硅浸入水中，并將鉆石之間的樣品壓縮至非常高的壓力。然后，為了監(jiān)測(cè)碳化硅與水之間的反應(yīng)，他們?cè)谝晾Z伊州的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了激光加熱，并在激光在高壓下加熱樣品的同時(shí)進(jìn)行了X射線(xiàn)測(cè)量。

正如他們所預(yù)測(cè)的那樣，在高溫和高壓下，碳化硅與水發(fā)生反應(yīng)，變成金剛石和二氧化硅。

宜居性

到目前為止，我們還沒(méi)有在其他行星上找到生命，但是搜尋仍在繼續(xù)。行星科學(xué)家和天體生物學(xué)家正在太空和地球上使用復(fù)雜的儀器來(lái)尋找行星，這些行星具有正確的屬性，并且在恒星周?chē)奈恢每赡艽嬖谏?/p>

但是，對(duì)于本研究的重點(diǎn)是富含碳的行星，它們可能不具備生命所需的特性。

雖然地球具有地質(zhì)活性(指示性可居住性)，但這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，富含碳的行星太難于具有地質(zhì)活性，而缺乏地質(zhì)活動(dòng)可能會(huì)使大氣成分難以居住。大氣對(duì)生命至關(guān)重要，因?yàn)榇髿饪梢詾槲覀兲峁┖粑諝?，保護(hù)免受惡劣空間環(huán)境的影響，甚至可以提供壓力以容納液態(tài)水。

“不管是否適合居住，這都是幫助我們理解和表征不斷增加和改進(jìn)的系外行星觀(guān)測(cè)的又一步驟，”艾倫-薩特說(shuō)。“我們學(xué)到的知識(shí)越多，我們就越能更好地解釋來(lái)自詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡和南希·格雷斯·羅馬太空望遠(yuǎn)鏡等未來(lái)任務(wù)的新數(shù)據(jù)，從而了解我們太陽(yáng)系以外的世界。”