在浩瀚宇宙中，液態水的存在始終是判斷行星是否具備生命孕育條件的關鍵指標。然而，科學家長期困惑于一個核心問題：類似地球的巖質行星究竟如何獲得大量水資源？近期發表在《自然》雜志的一項突破性研究，為這個謎題提供了全新解答——某些行星在形成初期可能通過內部化學反應自行"制造"出液態水。
研究聚焦于銀河系最常見的系外行星類型——"亞海王星"。這類行星半徑介于地球與海王星之間，通常具有三層結構：鐵合金核心、硅酸鹽中間層和氫氦大氣包層。盡管它們的軌道距離宿主恒星極近，表面溫度遠高于水沸點，但觀測數據顯示部分亞海王星大氣中存在水蒸氣。傳統理論認為這些行星可能形成于遠離恒星的低溫區域，后期通過軌道遷移靠近恒星。但新研究提出了更具顛覆性的解釋：在行星形成初期，高溫高壓環境可能觸發內部化學反應直接生成水。
實驗團隊采用金剛石砧室裝置，在實驗室中精確復現了亞海王星內部極端條件。兩顆金剛石尖端將樣品壓縮至超過地球大氣壓萬倍的壓力，同時通過脈沖激光將溫度瞬間提升至2250-4000開爾文。這種創新加熱方式有效解決了氫氣滲入金剛石導致設備破裂的技術難題——研究人員向浸在氫氣中的微米級硅酸鹽顆粒發射數千次微秒級激光脈沖，實現精準控溫。
實驗結果顛覆了傳統認知：在模擬的巖漿海洋與大氣交界處，二氧化硅（SiO?）與氫氣直接發生反應生成了水。更令人驚訝的是，即使沒有鐵元素的參與，這種化學反應依然能夠持續進行。雖然鐵在完整反應中會生成鐵-硅合金和鐵-氫合金，但水的生成并不依賴鐵的存在。這一發現意味著，行星內部可能存在獨立的產水機制。
研究同時揭示了行星內部物質循環的新圖景：在水生成的過程中，大量氫氣被溶解進巖漿熔體。這種物質交換不僅改變了行星內部的化學組成，還可能影響核心形成過程和大氣演化。例如，儲存于巖漿中的氫氣可能通過后續地質活動逐漸釋放，持續補充行星表面的水資源。
這項突破性發現徹底改變了人類對行星宜居性的認知。傳統觀點認為液態水需要通過外部撞擊或軌道遷移獲得，而新研究表明行星可能具備"自我供水"能力。對于尋找地外生命的科學家而言，這意味著在距離恒星較近的軌道區域，也可能存在具備生命孕育條件的行星。實驗團隊指出，未來需要進一步研究不同元素比例對產水效率的影響，以及這種內部產水機制在行星演化不同階段的作用。
