在遥远星空中，一颗行星看上去也许温度合适、外面可能存在海洋，但假如缺乏合适的化学“配方”，生命依然难以出现。研究人员强调，磷和氮在生命体系中扮演“守门人”角色：磷是遗传信息载体分子和细胞能量分子的重要构成成分，而氮则是蛋白质的核心元素，关系到细胞构造与功能的构建与保持。更关键的是，这两种元素可否在行星表层经久可用，很大年夜程度上在行星仍处于炽热熔融阶段、核心尚在形成之时就已被“预先决定”。
该研究由ETH苏黎世“生命来源与普适性中间”的博士后研究员克雷格·沃尔顿（Craig Walton）与传授玛丽亚·舍恩贝克勒（Maria Schönbächler）合营引导。他们发明，要让磷和氮在行星外面邻近得以保存，关键在于行星金属核心形成过程中的含氧量必须控制在极为精确的范围内。沃尔顿指出，假如在这一阶段氧太少，磷会偏向与铁等重金属结合，下沉到核心中，从而几乎从表层情况中“消掉”；假如氧过多，固然磷可以留在地幔，但氮更轻易逃逸到大年夜气层中，最终流掉到太空。也就是说，保护一种元素的前提，很可能会让另一种稀缺，二者难以兼得。
为了量化这一化学均衡窗口，研究团队应用大年夜量计算机模型模仿了不合氧含量下元素在金属与岩石之间的分派行动。成果显示，只有在极其狭小的一段中心氧化状况下，磷和氮才能同时以合适生命演变的丰度留存在地幔中。研究者将这一前提形象地称为“化学版的金发姑娘区”——既不克不及太“缺氧”，也不克不及太“富氧”，必须适可而止。沃尔顿表示，模型成果清楚地注解地球正好落在这一狭小窗口内：假如当初的氧含量略高或略低，地球上可供生命应用的磷或氮都可能不足，生命的出现将变得极弗成能。
研究同时显示，在不合形成前提下的其他类地行星，很可能没有如斯“走运”。以火星为例，模仿成果注解其形成时的氧程度落在该化学“宜居区”之外。是以，火星地幔中固然可能比地球保存了更多的磷，但同时氮明显匮乏，这种组合意味着它对我们所懂得的生命情势并不友爱。从这一视角看，火星之所以难以保持稳定而丰富的生物圈，并不仅仅是因为气候和水的缺乏，其深层化学前提在一开端就对生命晦气。
值得留意的是，这些化学前提前提并非完全无法不雅测。天文学家可以借助大年夜型千里镜，经由过程不雅测其他恒星和行星体系的光谱，间接揣摸行星形成时的氧含量和整体化学构成。行星的“原料配方”在很大年夜程度上由其母恒星决定，因为行星重要由与恒星雷同的物质构成。是以，假如一个行星体系中的恒星在化学元素分布上与太阳差别很大年夜，那么该体系中行星拥有合适磷与氮均衡的机会就大年夜大年夜降低，也就不是寻找生命的幻想目标。
这一发明正悄然改变科学界寻找外星生命的策略。以前，人们在评估一颗系外行星是否可能存在生命时，往往把“是否有液态水”作为重要标准，只要行星位于恒星的“宜居带”内、温度许可水保持液态，就被视为潜在的生命摇篮。然而沃尔顿与舍恩贝克勒指出，如许的标准远远不敷，因为假如在核心形成阶段，含氧前提不合适，很多行星在化学层面上从一开端就已经不具备孕育生命的可能，即使它们外面有海洋、温度合适也无济于事。
沃尔顿表示，这项研究让搜寻外星生命的范围变得加倍具体而集中。与其在宇宙中“撒网式”寻找所有处于传统宜居带的行星，不如优先锁定那些母恒星在化学构成上与太阳类似的恒星系。在这些体系中，行星在出生时获得类似地球的氧前提、进而保存足量磷和氮的概率更高，存在生命的可能性也更大年夜。
相干论文以《核心形成过程决定地球及类地行星的化学宜居性》（暂译）为题，于2026年2月9日揭橥在《天然·天文学》上。研究团队认为，跟着不雅测技巧赓续进步，人类有望在将来几十年内不只在系外行星上探测到水和大年夜气，还能进一步断定这些世界在化学层面是否具备类似地球的生命“底色”。
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