銀河煉金術揭祕：新研究發現老行星「不夠鐵」 地球是進化的產物

記者林育如／編譯

我們熟悉的地球，並非宇宙的標準模板，而是銀河演化的「後期傑作」。根據最新刊登於《天體物理學期刊快報》（The Astrophysical Journal Letters）的研究，隨著銀河中恆星一代代誕生、死亡並釋放重元素，行星的組成都在悄悄改變。研究指出，年輕行星像地球更致密、核心更大，而古老行星則「不夠鐵」，密度偏低。

這項研究由內華達大學拉斯維加斯分校天文學者傑森・史蒂芬（Jason Steffen）領導。他表示：「形成行星的材料，是由不同壽命的恆星鍛造而來。我們的結果顯示，早期宇宙形成的岩質行星密度較低，而生命所需的關鍵元素，是隨時間慢慢到位的。」

研究團隊建立了一個全新的銀河化學演化模型，模擬恆星如何影響行星構成。結果發現，質量大的恆星壽命短，但能在短時間內製造並釋放大量氧、矽、鎂等元素，這些是行星地殼與地函的主成分；而低質量恆星壽命長，晚期才釋放鐵與鎳等重金屬。這種時間差導致早期形成的行星核心較小、密度低；隨著銀河金屬含量增加，後期形成的行星才有更多鐵與鎳，核心比例變大，也更接近地球的結構。

模型顯示，銀河誕生後約1至5十億年間，鐵含量幾乎翻倍，行星密度隨之提升。研究也指出，早期行星的鎂矽比（Mg/Si）較高，這使它們的岩石貧矽、地殼厚重，不利於火山活動與板塊運動，降低了潛在的宜居性。

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換句話說，宇宙初期形成的行星「原料不全」，難以孕育生命。只有在銀河經過數十億年的「金屬升級」後，地球這樣的行星才可能出現。史蒂芬說：「這意味著生命的條件並不是宇宙一開始就具備，而是隨著時間逐步成熟。」

未來，隨著詹姆斯・韋伯太空望遠鏡（JWST）與歐洲太空總署的PLATO任務收集更多系外行星數據，科學家將能更準確重建銀河的化學演化。屆時，每一顆岩質行星都不只是世界，更是記錄銀河歷史的「宇宙化石」。

資料來源：Phys.org、UNLV、Universe Today