隨著像NASA哈勃太空望遠鏡，TESS和開普勒這樣的任務繼續(xù)提供關于系外行星(圍繞其他恒星的行星)特性的見識，科學家越來越能夠?qū)⑦@些行星的外觀，它們的構成以及是否可以可以居住，甚至可以居住。

在最近發(fā)表在《行星科學雜志》上的一項新研究中，來自亞利桑那州立大學(ASU)和芝加哥大學的一組研究人員確定，在適當?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。

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

鉆石系外行星形成

當恒星和行星形成時，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，碳氧比比太陽高的恒星周圍的系外行星更有可能富含碳。Allen-Sutter及其合著者，ASU的Emily Garhart，Kurt Leinenweber和Dan Shim以及芝加哥大學的Vitali Prakapenka和Eran Greenberg都假設，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

為了驗證這一假設，研究團隊需要使用高溫和高壓來模擬硬質(zhì)合金系外行星的內(nèi)部。為此，他們在合著者《地球與行星材料實驗室》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)測碳化硅與水之間的反應，他們在伊利諾伊州的阿貢國家實驗室進行了激光加熱，并在激光在高壓下加熱樣品的同時進行了X射線測量。

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

宜居性

到目前為止，我們還沒有在其他行星上找到生命，但是搜尋仍在繼續(xù)。行星科學家和天體生物學家正在太空和地球上使用復雜的儀器來尋找行星，這些行星具有正確的屬性，并且在恒星周圍的位置可能存在生命。

但是，對于本研究的重點是富含碳的行星，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)，但這項研究的結果表明，富含碳的行星太難于具有地質(zhì)活性，而缺乏地質(zhì)活動可能會使大氣成分難以居住。大氣對生命至關重要，因為大氣可以為我們提供呼吸空氣，保護免受惡劣空間環(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的系外行星觀測的又一步驟，”艾倫-薩特說。“我們學到的知識越多，我們就越能更好地解釋來自詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡等未來任務的新數(shù)據(jù)，從而了解我們太陽系以外的世界。”