Manyta, kad vandens gausūs sub-Neptūnai formavosi toliau nuo žvaigždės, kur vanduo sustingęs į ledą ir gali prisijungti prie planetos, o vėliau migravo į dabartines orbitas. Tačiau kai kurios tokios planetos randamos labai arti žvaigždžių, kur atmigruoti sudėtinga. Kometų ir asteroidų smūgiai taip pat negali paaiškinti tokio didelio vandens kiekio, daugybę kartų viršijančio esantį Žemėje.
Dabar dvi nepriklausomos tyrėjų komandos atliko eksperimentus, kurie gali pateikti šio klausimo atsakymą. Pasak jų, planetos pačios pasigamina vandenį, uoliniams branduoliams reaguojant su vandenilio atmosferomis.
Panaudoję deimantinius priekalus, mokslininkai suspaudė ir įkaitino tikėtinus planetų branduolių ir mantijų mineralus iki 16–60 gigapaskalių slėgio (šimtus tūkstančių kartų aukštesnio, nei atmosferos slėgis jūros lygyje) ir virš 4000 laipsnių temperatūros. Taip jie imitavo sąlygas jaunose planetose su magmos okeanais. Tokiomis sąlygomis silikatai išsilydo, o molekulinis vandenilis veikia kaip antklodė ir palaiko magmos okeaną milijardus metų.
Eksperimentai atskleidė, kad dideli vandenilio kiekiai ištirpsta ir susimaišo su silikatiniu tirpalu, o tirpumas stipriai priklauso nuo temperatūros. Reakcijos metu deguonis išlaisvinamas iš silikato ir reaguoja su atmosferos vandeniliu bei pagamina didžiulius vandens kiekius. Šie gali sudaryti net iki kelių dešimčių procentų viso reaguojančių medžiagų svorio.
Tai daug daugiau, nei anksčiau prognozuota ekstrapoliuojant žemo slėgio idealių dujų elgesį. Geležies oksido redukcija taip pat sudaro sąlygas formuotis dideliems vandens kiekiams. Taigi, šios reakcijos gali sukurti pakankamai vandens, kad paaiškintų jo kiekį sub-Neptūnuose, bent jau tuose, kurie nuo pradžių turi vandenilio atmosferas.
Rezultatai rodo naują kelią vandeniu turtingoms planetoms susiformuoti: pirmykštė vandenilio atmosfera, spaudžianti ir šildanti uolinį branduolį, sukondensuoja milžinišką vandens kiekį, kuris gali ilgai išlikti net ir tada, kai atmosfera vėliau praretėja. Taigi, vandeniu turtingos planetos neprivalo formuotis toli nuo žvaigždžių, o vandens pasauliai gali būti dar dažnesni, nei tikėjomės.
Tyrimo rezultatai publikuojami žurnale „Nature“: silikatų eksperimentai, geležies oksido eksperimentai.