在浩瀚宇宙中，液态水的存在始终是判断行星是否具备生命孕育条件的关键指标。然而，科学家长期困惑于一个核心问题：类似地球的岩质行星究竟如何获得大量水资源？近期发表在《自然》杂志的一项突破性研究，为这个谜题提供了全新解答——某些行星在形成初期可能通过内部化学反应自行"制造"出液态水。
研究聚焦于银河系最常见的系外行星类型——"亚海王星"。这类行星半径介于地球与海王星之间，通常具有三层结构：铁合金核心、硅酸盐中间层和氢氦大气包层。尽管它们的轨道距离宿主恒星极近，表面温度远高于水沸点，但观测数据显示部分亚海王星大气中存在水蒸气。传统理论认为这些行星可能形成于远离恒星的低温区域，后期通过轨道迁移靠近恒星。但新研究提出了更具颠覆性的解释：在行星形成初期，高温高压环境可能触发内部化学反应直接生成水。
实验团队采用金刚石砧室装置，在实验室中精确复现了亚海王星内部极端条件。两颗金刚石尖端将样品压缩至超过地球大气压万倍的压力，同时通过脉冲激光将温度瞬间提升至2250-4000开尔文。这种创新加热方式有效解决了氢气渗入金刚石导致设备破裂的技术难题——研究人员向浸在氢气中的微米级硅酸盐颗粒发射数千次微秒级激光脉冲，实现精准控温。
实验结果颠覆了传统认知：在模拟的岩浆海洋与大气交界处，二氧化硅（SiO₂）与氢气直接发生反应生成了水。更令人惊讶的是，即使没有铁元素的参与，这种化学反应依然能够持续进行。虽然铁在完整反应中会生成铁-硅合金和铁-氢合金，但水的生成并不依赖铁的存在。这一发现意味着，行星内部可能存在独立的产水机制。
研究同时揭示了行星内部物质循环的新图景：在水生成的过程中，大量氢气被溶解进岩浆熔体。这种物质交换不仅改变了行星内部的化学组成，还可能影响核心形成过程和大气演化。例如，储存于岩浆中的氢气可能通过后续地质活动逐渐释放，持续补充行星表面的水资源。
这项突破性发现彻底改变了人类对行星宜居性的认知。传统观点认为液态水需要通过外部撞击或轨道迁移获得，而新研究表明行星可能具备"自我供水"能力。对于寻找地外生命的科学家而言，这意味着在距离恒星较近的轨道区域，也可能存在具备生命孕育条件的行星。实验团队指出，未来需要进一步研究不同元素比例对产水效率的影响，以及这种内部产水机制在行星演化不同阶段的作用。
