系外行星的内部，隐藏着大量的水？

在过去的30年里，天文学家已经在太阳系之外确认发现了超过5000颗的 系外行星 ，它们有着不同的大小、质量和成分。 天文学家推测，其中大多数已探测到的 超级地球 和 亚海王星 自形成以来，就拥有全球性的岩浆海洋。这些岩浆海洋是 水 等挥发物的重要储存库 。因此，水也很可能存在于这些行星内部。

然而，目前大多数用于解释系外行星的质量-半径数据的内部模型，通常都假设所有的水都仅存在于岩质内部的表面。 在一项新发表于《自然·天文》杂志的研究中，一组研究人员通过 计算 得出了颠覆之前想象的水世界概念的结论。他们发现， 系外 行星的大部分 水通常不在其表面，而是深藏在其内部 。

水和铁的岩浆汤

我们知道，地球的最里层是一个 铁核 ，在铁核的周围是 富含硅酸盐的地幔 ，地球表面则被水覆盖—— 大量的水存在于地表的河流、湖泊、海洋中。

长期以来，科学界一直使用地球这个 简单的行星模型来研究系外行星。直到最近几年，科学家们才开始逐渐意识到，行星远比想象的要复杂得多。

我们目前已知的大多数系外行星都离它们的宿主星很近。这意味着，它们主要是由熔融的岩浆海洋组成的热世界。对于这类系外行星，地幔和地壳尚未完全形成和分化，因此水 （具有较高的溶解度） 可以很好地溶解在其岩浆海洋中，而 不会像二氧化碳等物质那样迅速地排出并上升到大气中。那么，水在这些星球内部是如何分布的呢？

在大多数系外行星中，水的分布 是由所谓的分配系数决定的。这一系数受到压力、温度和行星内部化学成分等因素的影响。 在新的研究中，研究人员利用 基于基本物理定律的 分子动力学模型，分析了水在极端压力和温度下的行为。

他们的模拟结果显示， 可能有超过95%可以储存在地核和地幔深处，而非地表 。 那么，这些水是如何到达行星的核心的？研究人员解释说，对于一颗行星来说，铁核的形成是需要时间的，大部分铁最初以液滴的形式包含在热的岩浆汤中。被隔绝在岩浆汤中的水与这些铁的微滴结合，并随它们下沉到核心。在这个过程中，铁滴就像是被水向下输送的升降机。

一般来说，行星核心的体积通常比地幔小，因此从体积上看，地核是一个比地幔更小的储水库。但是， 铁可以容纳的水，可以是硅酸盐的70倍之多。因此， 对于质量小的行星 （小于6个地球质量） ，水主要储存在地幔中；而对于质量更大的行星，越多的水会在极端压力下与铁滴一起进入地核，而不是富含硅酸盐的地幔中 。