行星如何形成并控制生命必不可少的元素的

　　赖斯大学的科学家认为，在一个特定的星球上，生命的前景不仅取决于它在哪里形成，还取决于它如何形成。
　　类似地球的行星在太阳系的适居带内运行，具备液态水和丰富大气的条件，更有可能孕育生命。事实证明，这颗行星是如何结合在一起的，也决定了它是否捕获并保留了某些挥发性元素和化合物，包括产生生命的氮、碳和水。
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　　在《自然地球科学》上发表的一项研究中，莱斯大学的研究生戴曼维·格鲁瓦尔和拉吉普·达斯古普塔教授展示了物质积聚到 原行星所需的时间和原行星分解成不同层——一个金属内核——所需的时间之间的竞争。在一个被称为行星分化的过程中，硅酸盐地幔的外壳和大气包膜对于决定岩石行星保留哪些挥发性元素至关重要。
　　利用氮作为挥发物的替代物，研究人员表明，在分化过程中，大部分氮逸出到原行星的大气中。当原行星在其生长的下一个阶段冷却或与其他原行星或宇宙体碰撞时，这些氮随后会流失到太空中。
　　这一过程会耗尽岩石行星大气和地幔中的氮，但如果金属核心保留足够的氮，它仍然可能是类地行星形成过程中氮的重要来源。
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　　达斯古普塔在 莱斯大学的高压实验室捕捉到了原行星的分化，以显示氮对金属核的亲和力。
　　＂我们模拟了高压-温度条件，将含氮金属和硅酸盐粉末的混合物置于近3万倍的大气压力下，并将其加热至熔点以上。＂＂发现的样品中嵌在硅酸盐玻璃中的小金属斑点分别与原行星的内核和地幔相似。＂格雷瓦尔说：
　　利用这些实验数据，研究人员模拟了热力学关系，以显示氮在大气、熔融硅酸盐和堆芯之间的分布。
　　这让我们意识到，所有这些储层之间氮的分馏对机体的大小非常敏感。利用这个想法，我们可以计算出氮是如何随着时间的推移在原行星体的不同储层之间分离出来的，最终形成一个像地球这样的宜居行星。
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　　他们的理论表明，在完成分化为我们熟悉的金属硅酸盐气体蒸气排列的过程之前，地球的原料材料迅速成长为月球和火星大小的行星胚胎。
　　总的来说，他们估计这些胚胎形成于太阳系诞生后的1- 200万年内，远早于它们完全分化的时间。如果这些胚胎的分化速度快于其积累速度，那么由它们形成的岩态行星就不能积累足够的氮，很可能也不能积累其他挥发物，而这些挥发物对维持生命的发展条件至关重要。
　　＂我们的计算表明，通过行星胚胎形成一颗地球大小的行星，而行星胚胎在经历金属硅酸盐分化之前生长得极为迅速，这为满足地球的氮收支提供了一条独特的途径，＂ CLEVER Planets的首席研究员达斯古普塔说。 这是一个由美国宇航局资助的合作项目，探索在我们太阳系的岩石行星上或在遥远的岩石系外行星上，生命必需的元素是如何聚集在一起的。
　　研究表明，氮对形成核心的金属液体的亲和力比以前认为的要大得多。
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　　这项研究也遵循了早期的研究成果，一项研究表明，月球形成体的撞击可能使地球获得了大量的挥发性物质，另一项研究表明，地球从太阳系的本地来源获得的氮比人们曾经认为的要多。
　　在后一项研究中，我们显示了在太阳系内部和外部区域生长的原行星积累了氮，而地球的氮来源于这两个区域的原行星。然而，我们不知道地球的氮平衡是如何建立起来的。
　　达斯古普塔说:＂我们正在做出一个重大的声明，它将超越挥发性元素和氮的起源主题，并将影响对行星的形成和生长感兴趣的科学界的各个阶层。＂
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