在浩瀚的宇宙中，天文学家始终被一个反常现象所困扰：距离恒星极近的“亚海王星”类系外行星，表面温度本应高到无法存留液态水，但观测数据却显示其蕴含着惊人的水资源。这一矛盾现象长期挑战着传统行星形成理论，直到《自然》杂志最新发表的研究揭示了一个颠覆性结论——这些行星的水并非来自外部迁移，而是通过内部化学反应“自产自销”。
解开谜题的关键在于实验室模拟。研究团队利用激光加热金刚石砧座技术，在两块金刚石对顶挤压形成的极端环境中，将样本压力提升至地球大气压的1万倍，温度加热至2250至4000开尔文。这种装置精准复刻了亚海王星的内部结构：熔融的硅酸盐核心被厚重的氢气大气层包裹。实验结果令人震惊——熔融硅酸盐中的氧原子与氢气发生剧烈反应，直接生成大量水分子，其产量足以解释观测数据中的水资源丰度。与此同时，硅元素被释放形成金属合金等副产物，揭示了行星内部物质循环的新路径。
为避免氢气扩散导致设备损坏，研究团队采用数千次微秒级激光脉冲加热，确保实验在化学平衡状态下完成。这一技术突破不仅验证了“自产水”机制的可行性，更勾勒出亚海王星的演化新图景：富氢行星与富水行星并非独立类型，而是同一演化序列的不同阶段。初始形成的亚海王星拥有厚重的氢气大气层，随着内部高压反应持续进行，氢气逐渐转化为水分子。当氢气消耗至一定程度，行星便从富氢状态转变为富水状态。在过渡阶段，未完全耗尽的氢气大气层会形成保护层，下方则存在稳定的液态水海洋，这种“Hycean世界”结构为水分保存提供了天然屏障。
这一发现对传统宜居带理论构成重大挑战。过去，科学家以恒星辐射与行星表面温度的关系定义宜居带，认为只有特定距离内的行星才能稳定存在液态水。然而，内生造水机制的揭示表明，行星是否拥有液态水取决于其内部结构、大气成分和压力环境。即使位于传统宜居带之外的近恒星亚海王星，只要具备“硅酸盐核心+氢气大气层”结构，就能通过内部反应持续产生水分，形成稳定的液态水环境。这一认知大幅拓展了潜在宜居行星的搜索范围，使此前被判定为“不宜居”的近恒星行星和轨道偏远的行星重新进入科学视野。
实验技术的进步是这一突破的基础。激光加热金刚石砧座技术的成熟，使科学家能够在实验室中复刻宇宙极端环境，将理论推演转化为可观测的实验数据。这种“宇宙现象实验室化”的研究范式，为系外行星科学开辟了新路径。未来，研究团队计划引入更多岩石成分和大气组成，探索不同条件下内生水资源的生成效率，并研究该机制是否适用于超级地球或迷你海王星等其他类型行星。
观测端的进展同样值得关注。新一代太空望远镜将投入使用，其更精准的大气成分探测能力，尤其是水蒸气检测精度的提升，将直接验证实验室理论。对于天体生物学而言，这一发现意味着宇宙中具备生命诞生条件的行星数量可能远超此前估算。那些曾被忽视的“反常”系外行星，或许正是寻找地外生命的关键突破口。
