Neptūns līst dimantus, un tagad mēs varētu beidzot uzzināt, kā

(Marks Garliks/Science Photo Library/Getty Images)

Dziļi Neptūna un Urāna sirdīs varētu līt dimantu lietus. Tagad zinātnieki ir radījuši jaunus eksperimentālus pierādījumus, kas parāda, kā tas varētu būt iespējams.

Hipotēze liecina, ka intensīvajam karstumam un spiedienam tūkstošiem kilometru zem šo ledus milžu virsmas vajadzētu sadalīt ogļūdeņražu savienojumus, ogleklim saspiežot dimantā un vēl dziļāk nogrimstot planētu serdeņu virzienā.

Jaunajā eksperimentā tika izmantots SLAC Nacionālās paātrinātāja laboratorijas Linac Coherent Light Source (LCLS) rentgena lāzers, lai iegūtu precīzākos mērījumus par to, kā šim 'dimanta lietus' procesam vajadzētu notikt, un atklāja, ka ogleklis pāriet tieši kristāliskā dimantā.



Šis pētījums sniedz datus par parādību, kuru ir ļoti grūti modelēt skaitļošanas veidā: 'maisāmība' no diviem elementiem vai kā tie apvienojas, sajaucoties, skaidroja plazmas fiziķis Maiks Danns , LCLS direktors, un dokumentā nav norādīts kā autors.

'Šeit viņi redz, kā atdalās divi elementi, piemēram, majonēze atkal sadalās eļļā un etiķī.'

Neptūns un Urāns ir vissliktāk izprotamās planētas Saules sistēmā. Tie ir pārmērīgi tālu — ir tikai viena kosmosa zonde Voyager 2 pat bijis tuvu viņiem, un tikai pārlidojumam, nevis īpašai ilgtermiņa misijai.

Bet ledus giganti ir ārkārtīgi izplatīti plašākā Piena ceļā - saskaņā ar NASA , Neptūnam līdzīgas eksoplanetas ir 10 reizes izplatītākas nekā Jupiteram līdzīgas eksoplanetas.

Tāpēc mūsu Saules sistēmas ledus milžu izpratne ir ļoti svarīga, lai izprastu planētas visā galaktikā. Un, lai tos labāk izprastu, mums ir jāzina, kas notiek zem viņu rāmā zilā ārpuses.

Mēs zinām, ka Neptūna un Urāna atmosfēra galvenokārt sastāv no ūdeņraža un hēlija ar nelielu daudzumu metāna. Zem šiem atmosfēras slāņiem ap planētas kodolu apvij superkarsts, īpaši blīvs 'ledainu' materiālu, piemēram, ūdens, metāna un amonjaka šķidrums.

Un aprēķinus un eksperimenti, kas aizsākti gadu desmitiem, ir parādījuši, ka ar pietiekamu spiedienu un temperatūru metāns var sadalīt dimantos - liek domāt, ka šajā karstajā, blīvajā materiālā var veidoties dimanti.

Aiepriekšējais eksperimentsSLAC fiziķa Dominika Krausa vadībā Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf Vācijā izmantoja rentgenstaru difrakciju, lai to demonstrētu. Tagad Krauss un viņa komanda ir spēruši savu pētījumu soli tālāk.

'Tagad mums ir ļoti daudzsološa jauna pieeja, kuras pamatā ir rentgenstaru izkliede,' Krauss teica par viņu jaunākajiem centieniem. 'Mūsu eksperimenti sniedz svarīgus modeļa parametrus, kur iepriekš mums bija tikai liela nenoteiktība. Tas kļūs arvien aktuālāks, jo vairāk eksoplanetu mēs atklāsim.

Ir grūti atkārtot milzu planētu interjeru uz Zemes. Jums ir nepieciešams diezgan intensīvs aprīkojums - tas ir LCLS . Un jums ir nepieciešams materiāls, kas atkārto lietas, kas atrodas šajā milzu planētā. Šim nolūkam komanda izmantoja ogļūdeņraža polistirolu (C8H8) metāna vietā (CH4).

Pirmais solis ir materiāla uzsildīšana un spiediena paaugstināšana, lai atkārtotu apstākļus Neptūnā aptuveni 10 000 kilometru (6214 jūdzes) dziļumā: optiskā lāzera impulsi ģenerē triecienviļņus polistirolā, kas sasilda materiālu līdz aptuveni 5000 kelviniem (4727 grādiem). Celsija vai 8540 grādi pēc Fārenheita). Tas arī rada intensīvu spiedienu.

'Mēs ražojam aptuveni 1,5 miljonus bāru, kas ir līdzvērtīgs spiedienam, ko uz sīktēla virsmas rada aptuveni 250 Āfrikas ziloņu svars.' Krauss teica .

Iepriekšējā eksperimentā materiāla zondēšanai tika izmantota rentgenstaru difrakcija. Tas labi darbojas materiāliem ar kristāliskām struktūrām, bet mazāk - ar nekristāliskām molekulām, tāpēc attēls bija nepilnīgs. Jaunajā eksperimentā komanda izmantoja citu metodi, mērot, kā rentgena stari izkliedēja elektronus polistirolā.

Tas viņiem ļāva ne tikai novērot oglekļa pārvēršanos dimantā, bet arī to, kas notiek ar pārējo paraugu - tas sadalās ūdeņradī. Un gandrīz nemaz nav pāri palikušas oglekļa.

'Attiecībā uz ledus milžiem mēs tagad zinām, ka ogleklis gandrīz tikai veido dimantus, kad tas atdalās, un nepieņem šķidru pārejas formu.' Krauss teica .

Tas ir svarīgi, jo Neptūnā ir kaut kas patiešām dīvains. Tās iekšpuse ir daudz karstāka nekā vajadzētu; patiesībā tas dod 2,6 reizes vairāk enerģijas nekā tas absorbē no Saules.

Ja dimanti, kas ir blīvāki par tiem apkārt esošajiem materiāliem, līst uz planētas iekšpusi, tie var atbrīvot gravitācijas enerģiju, kas tiek pārvērsta siltumā, ko rada berze starp dimantiem un ap tiem esošo materiālu.

Šis eksperiments liek domāt, ka mums nav jāatrod alternatīvs skaidrojums… vēl ne, katrā ziņā. Un tas arī parāda metodi, ko mēs varētu izmantot, lai “izpētītu” citu Saules sistēmas planētu interjeru.

'Šī tehnika ļaus mums izmērīt interesantus procesus, kurus citādi ir grūti atjaunot.' Krauss teica .

'Piemēram, mēs varēsim redzēt, kā ūdeņradis un hēlijs, elementi, kas atrodami gāzes gigantu interjerā, piemēram, Jupiters un Saturns, sajauciet un atdaliet šajos ekstremālos apstākļos. Tas ir jauns veids, kā pētīt planētu un planētu sistēmu evolūcijas vēsturi, kā arī atbalstīt eksperimentus saistībā ar potenciālām nākotnes enerģijas formām no kodolsintēzes.

Pētījums ir publicēts Dabas sakari .

Populārākas Kategorijas: Telpa , Veselība , Dabu , Neklasificēts , Skaidrotājs , Tech , Viedoklis , Daba , Vidi , Fizika ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.