地球的鉆石含量只有0.001%，我想去宇宙中的鉆石行星開采！隨著像哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、苔絲號(hào)衛(wèi)星和開普勒望遠(yuǎn)鏡這樣的太空任務(wù)，繼續(xù)提供對(duì)系外行星屬性的洞察（圍繞其他恒星的行星），科學(xué)家們?cè)絹碓接心芰ζ礈惓鲞@些行星的樣子，它們的組成，以及它們是否可以居住，甚至可以居住。

在最新發(fā)表在《行星科學(xué)》期刊上的一項(xiàng)新研究中，來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，如果條件合適，一些富含碳的系外行星可能是由鉆石和硅石組成。

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(Harrison Allen-Sutter)說：這些系外行星與我們太陽系中的任何行星都不一樣。鉆石系外行星形成，當(dāng)恒星和行星形成時(shí)，它們來自相同的氣體云，因此它們的主體成分是相似。碳氧比較低的恒星將擁有類似地球的行星，這些行星由硅酸鹽和氧化物組成，鉆石含量非常低（地球的鉆石含量約為0.001%）。

但是，恒星周圍碳氧比高于太陽的系外行星更有可能是富碳的。艾倫-薩特和亞利桑那州立大學(xué)的艾米麗·加哈特(Emily Garhart)、庫爾特·萊南韋伯(Kurt Leinenweber)和丹·希姆(Dan Shim)以及芝加哥大學(xué)的維塔利·普拉卡彭卡(Vitali Prakapenka)和埃蘭·格林伯格(Eran Greenberg)假設(shè)：如果存在水，這些富含碳的系外行星可以轉(zhuǎn)化為鉆石和硅酸鹽，從而產(chǎn)生富含鉆石的成分。

為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究小組需要使用高熱和高壓來模擬碳化物系外行星的內(nèi)部。為了做到這一點(diǎn)，他們?cè)诤现逽him的地球和行星材料實(shí)驗(yàn)室使用了高壓鉆石砧筒。首先將碳化硅浸入水中，并將鉆石之間的樣品壓縮到非常高的壓力。然后，為了監(jiān)測(cè)碳化硅和水之間的反應(yīng)，研究人員在阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了激光加熱，在激光高壓加熱樣品的同時(shí)進(jìn)行X射線測(cè)量。正如預(yù)測(cè)的那樣，在高溫和高壓下，碳化硅與水反應(yīng)，變成了鉆石和二氧化硅。

宜居性

到目前為止，還沒有在其他行星上發(fā)現(xiàn)生命，但搜索工作仍在繼續(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尖端的儀器，尋找在恒星周圍可能存在生命的具有正確屬性和正確位置的行星。然而，對(duì)于這項(xiàng)研究的重點(diǎn)所在的富碳行星來說，它們很可能不具備生命所需的屬性。雖然地球在地質(zhì)上是活躍的(一個(gè)指標(biāo)是宜居性)，但這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，富含碳的行星太難進(jìn)行地質(zhì)活動(dòng)，這種缺乏地質(zhì)活動(dòng)可能會(huì)使大氣成分變得不適合居住。

大氣對(duì)生命至關(guān)重要，因?yàn)樗鼮槲覀兲峁┝撕粑目諝猓Ｗo(hù)生物免受太空惡劣環(huán)境的傷害，甚至為我們提供液態(tài)水的壓力。不管是否宜居，這是幫助我們理解和描述我們對(duì)系外行星不斷增加和改進(jìn)觀測(cè)的又一步，了解得越多，我們就能更好地解讀即將到來未來探索任務(wù)的新數(shù)據(jù)，如詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡和南希·格蕾絲·羅馬太空望遠(yuǎn)鏡，以了解我們太陽系以外的世界。

博科園｜研究/來自：亞利桑那州立大學(xué)

參考期刊《行星科學(xué)》

DOI: 10.3847/PSJ/abaa3e

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