Новото изследване предоставя по-пълна картина за това как се образува диамантен дъжд на други планети.
Изследователите са открили, че „диамантеният дъжд“, уникалните валежи, за които отдавна се спекулира, че се случват на ледените планети-гиганти, може да се случва по-често, отколкото се смяташе досега.
За да научи повече за обстоятелствата на ледените планети-гиганти Нептун и Уран, група изследователи от Германия и Франция са създали интригуващ експеримент, според статия, публикувана в Physic.org в петък.
В предишен експеримент учените са разгледали пластмаса, образувана от водород и въглерод, два елемента, които са важни за разбирането на целия химичен състав на Нептун и Уран.
В последния експеримент изследователите са използвали PET пластмаса, която обикновено се използва в опаковки за храни, пластмасови бутилки и контейнери, за да възпроизведат по-точно състава на тези планети.
„Ефектът на кислорода беше да ускори разделянето на въглерода и водорода и по този начин да насърчи образуването на нанодиаманти“, казва Доминик Краус, физик в HZDR и професор в университета в Рощок. „Това означава, че въглеродните атоми могат да се комбинират по-лесно и да образуват диаманти.“
Новото изследване предоставя пълна картина на това как се образува диамантен дъжд на други планети и може да доведе до нов метод за производство на нанодиаманти, които имат широк спектър от приложения в доставянето на лекарства, медицински сензори, неинвазивна хирургия, устойчиво производство и квантова електроника.
„В наша по-ранна статия представихме първият път, когато видяхме директно образуване на диаманти от всякакви смеси. Оттогава проведохме доста експерименти с различни чисти материали“, казва Зигфрид Глензер, директор на отдела за висока енергийна плътност в SLAC.
„Но вътре в планетите е много по-сложно; има много повече химикали в сместа. И така, това, което искахме да разберем тук, беше какъв ефект имат тези допълнителни химикали.“
Диаманти от пластмасови бутилки
За да генерират ударни вълни в PET, изследователите са използвали оптичен лазер с висока мощност в инструмента Matter in Extreme Conditions (MEC) в Linac Coherent Light Source (LCLS) на SLAC. След това, използвайки LCLS рентгенови импулси, те изследват какво се е случило в пластмасата.
Те наблюдават как атомите на материала се пренареждат в малки диамантени области, използвайки техника, известна като рентгенова дифракция. И след това използва разсейване под малък ъгъл, метод за измерване на това колко бързо и до какъв размер растат тези региони.
Учените установяват, че използвайки този допълнителен метод, тези диамантени области са нараснали до няколко нанометра. Те откриват също, че наличието на кислород в материала позволява на нанодиамантите да растат с по-бързи темпове.
Диамантите на Нептун и Уран, прогнозират изследователите, ще са много по-големи от нанодиамантите, произведени в тези експерименти, вероятно те достигат милиони карати тегло.
В продължение на хиляди години те биха могли бавно да потънат през ледените слоеве на планетите и да образуват дебел диамантен слой около твърдото планетарно ядро, отбелязват изследователите.
„Горещ, черен лед“
Учените също така откриват доказателства, че в присъствието на диаманти може да се образува суперионната вода.
Тази новооткрита фаза на водата, която често се нарича „горещ, черен лед“, съществува при изключително високи температури и налягания. Водните молекули се разпадат при тези екстремни условия и кислородните атоми образуват кристална решетка, в която водородните ядра плават свободно.
„Знаем, че ядрото на Земята е направено предимно от желязо, но много експерименти все още изследват как присъствието на по-леки елементи може да промени условията на топене и фазовите преходи“, казва ученият и сътрудник на SLAC Силвия Пандолфи.
„Нашият експеримент демонстрира как тези елементи могат да променят условията, при които се образуват диаманти върху ледени гиганти. Ако искаме да моделираме точно планетите, тогава трябва да се доближим възможно най-близо до действителния състав на планетарния интериор.“
Източник: InterestingEngineering
