外星超级地球内部可能隐藏着由发光液态岩石构成的巨大海洋
某些超级地球内部深层熔岩可能产生强大的磁场——甚至可能比地球更强——帮助屏蔽这些系外行星免受有害辐射的影响。图片来源：uux.cn罗切斯特大学激光能量实验室 / Michael Franchot
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：在遥远世界的想象景观之下，望远镜无法看到的山脉和探测器未曾触及的深处，或许有某种浩瀚而不安的存在正在流动。在某些被称为超级地球的外星行星上，科学家们现在相信，可能深埋着巨大的熔融岩石海洋——这些海洋不是水，而是发光的液态石头。而这些隐藏的海洋可能正在做一件令人惊讶的事情：产生强大的磁场，能够保护整个行星免受致命的宇宙辐射。
这一观点重塑了长期以来关于行星保护自身——甚至可能孕育生命所需条件的假设。几十年来，地球自身的磁场一直是金标准，源自地球外核熔铁的翻滚运动。但如果有些世界以完全不同的方式实现这一重要保护呢？
当行星之心拒绝听话时
在地球上，磁力的故事始于核心。行星液态铁外层的热量和运动驱动了一个称为发电机的过程，它产生磁场，将高能粒子从太空中偏转。没有它，地球表面将对生命更加敌对。
然而，当科学家观察其他岩石行星时，情况变得复杂。例如，金星和火星如今缺乏强大的全球磁场。它们的核心没有足够的物理条件来维持地球所拥有的那种发电机。这对太阳系之外的世界，尤其是比地球更大的世界提出了一个令人担忧的问题。许多超级地球的核心可能是固态或全液态，导致传统核心发电机无法形成。
如果它们的核心无法完成这项工作，保护性磁场又能从哪里产生？
超级地球：熟悉却又极其奇异
尽管名字叫超级地球，但它们并不是我们家园星球的放大版。该术语仅指它们的体型和质量，使它们介于地球和海王星等冰巨行星之间。科学家认为，许多岩石主要是岩石，表面为固体，而非厚厚的气体覆盖层。
超级地球特别引人入胜的是它们的普遍性。它们是银河系中探测到最频繁的系外行星类型，尽管我们的太阳系内并不存在。许多星体在其恒星的适居带内运行，温度允许液态水存在。它们的丰富使它们成为一个天然的实验室，用于理解行星如何形成、演化，甚至可能变得与生命友好。
但宜居性不仅仅是温度和水。如果没有辐射和恒星风的保护，行星的大气层可能会被侵蚀，其表面也可能变得生物学上极其严酷。这种保护通常来自磁性。
地球过去被遗忘的篇章
这个谜团的关键可能藏在地球早期历史的戏剧性阶段。科学家们认为，地球形成后不久，它拥有一种叫做基底岩浆海（BMO）的东西。这是一层深层部分或完全熔融的岩石，位于行星地幔底部，核心上方。
这层熔融层在地球上并未永远存在。随着时间推移，随着星球冷却，它逐渐凝固。但它的存在可能在塑造地球早期磁场、热流和化学演化中起到了关键作用。
现在想象一下，如果把这个场景放大。超级地球比地球大，内部压力也高得多。这些条件使得BMO更有可能持续数十亿年，而不是消失。这种坚持改变了一切。
重现地球上的异域深渊
为了测试深海熔岩是否真的能产生磁场，研究人员需要模拟远超地球表面自然环境的条件。在发表在《自然天文学》上的一项研究中，罗切斯特大学的一个团队，部分由中岛美纪领导，采用了一种不寻常的工具组合。
在大学激光能量实验室，研究人员利用激光冲击实验重现了超级地球深处预期的压碎压力。这些实验结合量子力学模拟和行星演化模型，使团队能够探索熔融岩石在极端条件下的行为。
他们的关注点简单却大胆：确定基底岩浆海中的熔岩是否能达到足够的导电性以驱动发电机。
当熔岩学会承载水流
在日常条件下，熔岩并不是很好的导电体。但实验揭示了一些惊人的东西。在超级地球深处的巨大压力下，深地幔熔融岩石变得导电。
导电性是缺失的成分。一旦熔融岩石能够携带电流，其运动会产生磁场，类似于地球核心液态铁的流动。研究人员发现，这一过程能够维持强大的磁场数十亿年。
对于体积超过地球三到六倍的超级地球，这些由熔岩驱动的BMO发电机——不是由金属驱动，而是由熔岩驱动——能够产生比地球磁场更强、更持久的磁场。
这一发现为行星科学开启了新篇章。磁力似乎并不只属于铁芯。
行星保护的新路径
磁场起到隐形屏蔽的作用。它们能偏转危险的宇宙辐射和高能粒子，这些粒子可能剥离大气层并破坏有机分子。没有它们，行星暴露在太空的严酷环境下。
中岛强调了这种保护的核心。“强磁场对行星上的生命非常重要，”她解释道。虽然许多类地行星缺乏产生此类磁场的合适核心条件，超级地球可能还有另一种选择。它们可以在核心和/或岩浆中产生发电机，从而提高潜在的居住性。
仅凭熔融岩石就能保护行星的想法，扩大了科学家认为适合生命的世界范围。曾因核心不合适而被忽视的行星，或许值得重新审视。
学科边缘的科学
这一发现并非轻易。对于主要从事计算领域的中岛先生来说，投身实验工作既令人兴奋又充满挑战。该项目要求跨研究领域的协作，将理论、仿真和高能实验室实验融合成一个连贯的整体图景。
这种跨学科的努力反映了行星本身的复杂性。理解超级地球需要超越熟悉的地球假设，拥抱由极端压力和高温塑造的世界奇异物理。
中岛满怀期待地望向前方，渴望未来的观察。探测遥远系外行星周围的磁场可能直接验证团队的假设，揭示熔岩发电机是否真的在银河系各地起作用。
为什么这一发现重要
这项研究之所以重要，是因为它改变了科学家如何定义潜在适居行星。磁场并非奢侈品;它们是一种行星装甲。通过证明基底岩浆海能够产生持久的磁场，这项研究扩大了可能保护其大气层和表面的世界数量。
超级地球在我们的银河系无处不在。如果许多海域拥有深海熔岩，能够产生磁盾，那么生命所需的条件可能比想象中更为普遍。适居性可能不仅取决于拥有类似地球的核心，更取决于隐藏在行星表面深处的动态发光深度。
最终，这项工作引发了一个令人谦卑的认识。生命友好的世界内部可能并不总是像地球。有些世界可能依赖于无声、炽热的岩石海洋，这些海洋在黑暗中无尽流动，塑造着整个行星的命运，却从未见过恒星的光芒。
研究详情
Miki Nakajima 等，《极端压力下（Mg，Fe）O 的电导率及其对行星岩浆海洋的影响》，《自然天文学》（2026）。DOI：10.1038/s41550-025-02729-x
