超級地球能孕育生命嗎？

超級地球」指的是體積是地球1.5～2倍左右的系外岩石行星。具有岩石地表是一顆行星擁有生命宜居環境的基本條件。在已經發現的系外行星中，大量行星都是超級地球這樣類型的行星。這些行星適合孕育生命嗎？

「雖然觀察系外行星大氣組成結構是尋找外星生命的第一個途徑，可是行星上很多的地面環境是受到其地下情況的影響。」卡內基技術學院（Carnegie Institute of Technology）地球與行星實驗室（Earth and Planets Laboratory）負責人卡爾森（Richard Carlson）說。

從地球的情況來看，矽酸鹽地幔和金屬核的內部動力學和結構是地殼運動的推動因素，並產生地球磁場，保護生命免受高能宇宙射線的襲擊。沒有這個磁場保護罩，地球就不是一個宜居的環境。

類似的，科學家認為探察超級地球內部的動力循環和結構，也是瞭解其地表環境、繼而推測該星球是否宜居的一個重要方法。

3月9日發表於《自然·通訊》（Nature Communications）期刊的一份研究想到了在實驗室建立模擬這類星球地核環境的方式。

卡內基技術學院進行模擬行星內部環境的研究已經有幾十年的經驗。他們把少量的物質樣品置於高壓和高溫的環境下，但是有的時候這些技術遇到瓶頸。

卡內基技術學院的費英偉（Yingwei Fei）說：「超級地球內部環境壓力可超過1400萬個大氣壓，要在實驗室模擬這些環境，我們不斷遇到困難。」

最近他們獲得了突破。借助桑迪亞國家實驗室的Z脈衝功率設施（Z Pulsed Power Facility），他們終於可以直接衝擊高密度布里奇曼石（bridgmanite，高壓狀態下的矽酸鎂）樣品。Z脈衝功率設施是世界上最大的高頻電磁波發生器，用於在極端溫度和壓力條件下測試材料。

科學家認為，高壓狀態下的矽酸鎂是超級地球地幔層的主要物質。實驗結果顯示，在超級地球內部環境下，布里奇曼石有著很高的熔點，這對行星內部動力循環機制起到重要作用。

按照行星內部熱力學演化規律，研究者認為這些超級地球在誕生初期，可能有過支持星球磁場的動力，但是降溫後消失，長達幾十億年的時間里都不足以支持磁場。之後隨著內核的結晶，在內部輕一些元素的運動下，這種動力機制將恢復，重新啓動磁場。

費英偉說：「有能力進行這些測量，是為最高8倍地球質量的超級地球建立內部環境可靠模型的關鍵之處，這些成果對我們解釋觀測數據的能力有著深遠的影響。」