کشفی شگفت‌انگیز؛ برخی سیاره‌ها می‌توانند خودشان آب تولید کنند
در حالی‌که یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌های اخترشناسی منشا آب در سیاره‌ها است، پژوهش تازه‌ای نشان می‌دهد برخی سیاره‌های فراخورشیدی می‌توانند بدون هیچ منبع خارجی، آب تولید کنند — درست درون سنگ‌ها و جو خودشان.
چگونه سیاره‌ها می‌توانند آب بسازند؟
دانشمندان با شبیه‌سازی شرایط سیاره‌های فراخورشیدی در آزمایشگاه، به این نتیجه رسیده‌اند که در محیط‌های بسیار داغ و پرفشار، واکنش میان گاز هیدروژن و مواد معدنی مانند الیوین می‌تواند منجر به تولید آب شود. در این آزمایش، محققان با لیزرهای پرانرژی و فشار گاز هیدروژن، سنگ الیوین را هدف قرار دادند. هیدروژن، اکسیژن موجود در ترکیب سنگ را آزاد کرد و سپس با آن واکنش داد تا مولکول‌های آب تشکیل شوند.
یکی از پژوهشگران می‌گوید: «در پایان آزمایش، دیگر سنگی باقی نمانده بود؛ فقط فلز و آب!» در نتیجه، حدود ۱۸ درصد از جرم اولیه ماده به آب تبدیل شد — رقمی چشمگیر که می‌تواند منشا اقیانوس‌های عظیم در سیاره‌های بیگانه باشد.
نتایج مطالعه نشان می‌دهد که این واکنش‌ها می‌توانند در مرز بین هسته سنگی سیاره و لایه گازی غنی از هیدروژن رخ دهند. در چنین محیطی، دما و فشار بسیار بالا است و همین شرایط می‌تواند آب را درون سیاره بسازد.
به گفته پژوهشگران، تا ۲۸ درصد از جرم برخی سیاره‌ها می‌تواند از آب تشکیل شده باشد — یعنی این دنیاها احتمالا سیاره‌های اقیانوسی یا هایسین (Hycean) هستند؛ سیاره‌هایی بزرگ‌تر از زمین با اقیانوس‌های عمیق و جوهایی متشکل از هیدروژن.
این یافته، نظریه‌های قدیمی درباره منشا آب را زیر سؤال می‌برد. تاکنون تصور می‌شد که آبِ موجود در سیاره‌ها از منابع خارجی مانند دنباله‌دارها یا سیارک‌ها به آن‌ها رسیده است، اما این پژوهش نشان می‌دهد که آب می‌تواند درون خود سیاره شکل بگیرد.
جالب‌تر آنکه، پژوهشگران احتمال می‌دهند زمین اولیه نیز چنین فرایندی را تجربه کرده باشد. در دوران ابتدایی تشکیل زمین، زمانی که جو آن سرشار از هیدروژن بود، ممکن است همین واکنش‌ها در عمق گوشته رخ داده و بخشی از آب کنونی زمین را ساخته باشند.
برای دستیابی به فشارهای بالا، از سلول سندان الماس (Diamond Anvil Cell) استفاده شد. برای جلوگیری از آسیب الماس‌ها در برابر نفوذ هیدروژن، از لیزرهای پالسی کوتاه‌مدت استفاده کردند.
نتیجه: واکنش سریع، پایدار و بسیار کارآمد در تولید مولکول‌های آب.
پیامدهای علمی
۱. بازنگری در تعریف سیاره‌ها زیست‌پذیر: شاید لازم باشد معیار وجود آب را از فاصله از ستاره به ترکیب داخلی سیاره تغییر دهیم.
۲. پاسخ به معمای سیاره‌های فراخورشیدی غنی از آب: حتی سیاره‌های نزدیک به ستارگان داغ می‌توانند از درون خود آب بسازند.
۳. بینش تازه درباره منشا آب زمین: شاید بخشی از آب سیاره ما محصول فرآیندهای داخلی باشد، نه هدیه‌ای از فضا.