【大紀元2018年08月08日訊】（大紀元記者晨曦編譯報導）金屬氫是地球上最稀有的材料之一，但卻在太陽系中大量存在。超過80%的行星，包括木星、土星甚至於數百顆太陽系外行星，都是由這種奇特的物質構成的。
因此，美國羅切斯特大學激光能量學實驗室（Laboratory for Laser Energetics）的科學家們對金屬氫產生了濃厚的興趣。他們研究行星的生成和演化過程，包括我們太陽系內及系外行星如何形成磁屏蔽。
實驗室助理研究員Mohamed Zaghoo表示，木星上存在著大量的金屬氫，同時也擁有太陽系中最為強大的磁屏蔽，這是木星最大的奧祕之一。
Zaghoo和機械工程學及物理學教授、高能量密度物理項目負責人Gilbert Collins共同對木星內核周圍的金屬氫的特性、包括電導率進行了探索，進一步揭示了電磁效應的奧祕，這是一種在行星上形成磁屏蔽的機制。該研究結果發表在《天體物理期刊》（Astrophysical Journal）上。
在極端條件下生成金屬氫
在極端壓力和溫度下，每種元素的狀態都不一樣。比如，水加熱後會產生水蒸氣，冰凍後會形成固態冰。氫通常是一種氣體，但在高溫高壓下卻以液態金屬的形式存在，其性質就像電導體。在類似木星的行星內，就存在這種高溫高壓條件。
科學家們已經對金屬氫進行了數十年的理論研究，但因其生成條件的極端性，在地球上僅有幾個地方能將其製造出來，羅切斯特大學激光能量學實驗室就是其中一處。
在這裡，研究團隊使用強大的OMEGA激光器向氫氣囊上發射脈衝。激光撞擊樣本，形成高壓高溫條件，使緊密結合的氫原子斷裂，氫氣從氣態轉變為閃亮的液態，就像汞元素一樣。
電磁效應
通過研究金屬氫的電導率，Zaghoo和Collins建立了更準確的電磁效應模型。像木星這樣的氣體巨星具有非常強大的電磁效應，該機制也同樣存在於地球深處的外核中。這種電磁效應創造了地球磁場，保護人類免受有害太陽粒子的影響，使地球適合我們居住。
科學家能繪製出地球的磁場圖，但由於地球有磁性地殼，衛星看不到地球深處的電磁活動。而木星沒有地殼屏障，這使得衛星較容易觀察到其深部結構，如當前環繞木星運行的美國國家航空航天局（NASA）的Juno太空探測器。
Collins表示：「能夠描述液體金屬氫這種最有趣的物質狀態之一，並在實驗室中利用這些知識來解釋太空探測器獲得的衛星資料，然後將其全部應用於太陽系外行星，這很令人振奮。」
Zaghoo和Collins將研究重點放在金屬氫與電磁效應開始之間的關係上，包括木星電磁效應形成的深度。他們發現，與地球的電磁效應相比，像木星這樣的氣體巨星的電磁效應可能更接近地表，因為那裡的金屬氫最具傳導性。將這些與Juno的資料相結合並應用到模型中，就能更全面地了解星體的電磁效應。
這也有助於科學家們深入探索系外行星的磁屏蔽，並判斷其它行星上生命存在的可能性。Zaghoo表示，科學界認為，電磁理論和磁屏蔽是星球可居住性的關鍵條件，有磁屏蔽的行星能夠更好地維持大氣層，因而也更適合生命生存。我們每年都能發現數百顆系外行星，其中很多類似木星和土星。雖說無法前往，但用我們所了解到的太陽系巨星的知識來建立模型，就能大致推測那些系外行星的狀態。◇＃
責任編輯：朱涵儒
