一些超级地球内部深处的熔融岩层可能会产生强大的磁场——其强度可能超过地球磁场——并帮助这些系外行星抵御有害辐射。图片来源：罗切斯特大学激光能量学实验室插图迈克尔弗兰乔特
在巨大的岩石系外行星内部深处，隐藏的熔岩海洋可能正以一种意想不到的方式产生强大的磁场。
在遥远的被称为超级地球的岩石系外行星表面之下深处，大片的熔融岩层可能正发挥着显著作用。这些隐藏的储层能够产生足够强的磁场，保护整个行星免受宇宙辐射和其他高能粒子的伤害。
在地球上，磁场来自行星液态铁外核的运动，这一过程被称为发电机效应，但更大的岩石行星可能不会以同样的方式运作。一些超级地球的核心可能是固态或完全液态的，这限制了它们通过这种常见机制产生磁场的能力。
在《自然天文学》发表的一篇论文中，罗切斯特大学的研究人员（包括地球与环境科学系副教授中岛美纪）描述了一个不同的来源。他们指出了一层被称为基底岩浆海洋（BMO）的深层熔融岩石。这一观点可能会改变科学家对行星内部的理解，并可能影响他们评估遥远星球是否能支持生命的方式。
中岛说：强磁场对行星上的生命非常重要，但太阳系中的大多数类地行星，比如金星和火星，都没有磁场，因为它们的核心不具备产生磁场的合适物理条件。不过，超级地球可以在其核心和或岩浆中产生发电机效应，这能提高它们的行星宜居性。
什么是超级地球？
超级地球是比地球大但比海王星这类冰巨星小的行星。它们被认为主要由岩石构成，拥有固体表面，而非像木星或土星那样被浓厚的气体层包裹。尽管它们是银河系中最常被探测到的系外行星类型，但在我们太阳系中并不存在。超级地球这一术语仅指它们的大小和质量，而非它们在其他方面与地球的相似程度。
由于超级地球十分常见，它们为研究行星的形成和演化过程提供了宝贵的见解。许多超级地球围绕恒星运行的轨道位于宜居带内，那里可能存在液态水。通过研究它们的结构、大气和磁场，科学家们正在拼凑出关于行星系统如何发展以及宜居条件可能在何处出现的线索。
在地球上模拟超级地球
研究人员认为，在地球历史早期，可能也存在过基底层岩浆海洋。地幔底部的这层熔融或部分熔融的岩石会影响行星的磁场、内部热流和化学演化。由于超级地球体积更大，内部压力也大得多，它们更有可能长期维持这些熔融层，这使得基底层岩浆海洋（BMOs）成为理解其内部动力学和潜在宜居性的核心。
为了研究这些极端条件，中岛和她的团队在罗切斯特大学激光能量学实验室进行了激光冲击实验。他们将这些实验与量子力学模拟和行星演化模型相结合，重点研究了熔融岩石在与BMO内部相似的压力下的行为。
他们的研究结果表明，在如此高的压力下，行星地幔深处的熔岩能够具备足够的导电性，从而维持数十亿年的磁场。这一发现表明，体积是地球3到6倍以上的超级地球，可能通过岩浆驱动的发电机效应产生强大且持久的磁场。这些磁场可能比地球的磁场更强、更持久，从而增加了这类行星支持生命存在的可能性。
中岛说：这项工作既令人兴奋又富有挑战性，因为我的背景主要是计算领域，而这是我的第一次实验工作。我非常感谢来自不同研究领域的合作者们的支持，让我得以开展这项跨学科工作。我迫不及待地期待未来对系外行星磁场的观测，以验证我们的假设。
参考文献：《(Mg,Fe)O在极端压力下的电导率及其对行星岩浆海洋的意义》，作者：三木中岛、萨拉K哈特、亚历克斯V亚斯科、达娜N波尔辛、伊恩苏米拉、金A科恩、维克多勒姆、埃里克G布莱克曼、弗朗西斯德拉古莱特、拉尔斯斯蒂克路德、达斯汀特雷尔、玛格丽特F赫夫、J瑞安里格、安赫尔帕斯、吉尔伯特W柯林斯、亚历克萨拉皮埃尔和扎伊尔斯普罗瓦尔，2026年1月15日，《自然天文学》。DOI：10.1038s4155002502729x
相关知识
外星生命是指地球以外宇宙空间中可能存在的生命形式，目前尚未有公认的直接证据证实其存在，但科学界持续通过天文观测、探测器探测等方式寻找线索。它可能是简单的微生物，也可能是具备高等智慧的文明，这种未知性一直驱动着人类探索宇宙的脚步，激发对生命起源与宇宙奥秘的深层思考。
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://scitechdaily.com/hidden-oceans-of-magma-could-be-protecting-alien-life/
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