探索冰態海洋世界：全新熱力學概念助解液體穩定性之謎

德州農工大學（Texas A&M University）與華盛頓大學（University of Washington）的行星研究人員在一篇新論文中，提出了一個名為「共低熔點」（centotectic）的全新熱力學概念，並探究了極端條件下液體的穩定性。此研究成果對於判定冰質衛星以及海洋系外行星的宜居性而言，是極為關鍵的資訊。

對冰態海洋世界的探索，是行星科學領域的全新前沿研究方向，重點在於了解這些環境維持生命的可能性。

這項新研究著手解決該領域的一個基本問題：在哪些條件下，液態水能夠在這些遙遠的冰封天體上保持穩定？

研究人員定義並測量了「共低熔點」，即液體在不同壓力和濃度下仍能保持穩定的絕對最低溫度。藉此，他們為解讀行星探索任務所獲得的數據，提供了一個至關重要的框架。

此項研究結合了研究人員在低温生物學方面的專業知識，以及行星科學和高壓水冰系統方面的專長。

他們共同建立了一個跨學科的研究框架，以應對行星科學中最引人入勝的挑戰之一。

華盛頓大學的行星科學家巴普蒂斯特·茹爾諾博士（Dr. Baptiste Journaux）表示：「隨著美國國家航空暨太空總署（NASA）發射有史以來最大的行星探索任務——『木衛二快帆』（Europa Clipper），我們正邁入一個為期數十年的寒冷冰態海洋世界探索時代。」

他還提到：「此次及其他探索任務的測量結果，將告訴我們海洋的深度及其組成成分。」

「實驗室對液體穩定性的測量，尤其是可能的最低溫度（新定義的共低熔點），再結合探索任務的成果，將使我們能夠全面釐清太陽系中寒冷深海的宜居程度，以及當衛星或行星完全冷卻後，它們最終的命運走向。」

德州農工大學的行星科學家馬特·鮑威爾 - 帕爾姆博士（Dr. Matt Powell-Palm）稱：「近期和即將發射的一系列航天器表明，對冰態天體的研究是美國國家航空暨太空總署和歐洲太空總署（ESA）的重中之重。」

「我們期望德州農工大學能在這一領域發揮知識領導作用。」

這篇論文於2024年12月18日發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊上。

論文相關資訊：A. Zarriz等人於2024年發表的《On the equilibrium limit of liquid stability in pressurized aqueous systems》，刊載於《自然通訊》第15卷，doi: 10.1038/s41467-024-54625-z 。