Ученые мало знают о ледяных гигантах на другом конце нашей солнечной системы. Они источник загадок и интриг.
Возьмем, к примеру, головоломку о том, как химические реакции внутри Нептуна и Урана могут привести к выпадению алмазов. Под огромным давлением глубоко под поверхностью планет атомы углерода и водорода смешиваются вместе, образуя кристаллы.
«Наши эксперименты дают важные параметры модели, где раньше у нас была только большая неопределенность», - заявил в своем заявлении для прессы физик Доминик Краус из исследовательского института Гельмгольца-Дрездена-Россендорфа в Германии. «Это станет тем более актуальным, чем больше экзопланет мы обнаружим». Краус и его команда провели эксперименты в Национальной лаборатории SLAC в Стэнфордском университете.
Чтобы лучше понять, как происходит эта молекулярная магия, исследователи воссоздали алмазный дождь внутри ядра Нептуна в лаборатории. Вместо метана, который будет обнаружен в ледяных гигантах, в качестве их образца ученые использовали углеводородный полистирол (C8H8), известный в народе как пенополистирол.
Краус и его коллеги применяли тепло и давление к полистиролу, а затем использовали оптический лазер для генерации ударных волн, которые проникали сквозь материал. Когда эти ударные волны встретились, температура взлетела до 8540 градусов по Фаренгейту (для справки: ядро Земли составляет около 10 800 градусов по Фаренгейту.) Давление внутри материала также высоко поднялось.
«Мы производим около 1,5 миллиона бар, что эквивалентно давлению, которое оказывает вес около 250 африканских слонов на поверхности миниатюры», - сказал Краус.
Затем ученые использовали инструмент SLAC крупный рентгеновский излучатель (LCLS), чтобы направить рентгеновские лучи на образец и измерить, как свет отражается от электронов внутри него. Впервые они наблюдали, как разворачивалась химическая реакция внутри некристаллического вещества. Углеводороды разделены; углерод быстро превратился в алмаз и затонул, а водород улетучился.
Краус говорит, что эксперимент может объяснить, почему ядро Нептуна производит непонятное количество энергии – вдвое больше, чем поглощает от Солнца. Исследователи подозревают, что эти листы алмазов могут генерировать гравитационную энергию и впоследствии нагревать энергию при падении на планеты.
В конечном счете, эксперимент поможет ученым разгадать тайны в нашей собственной солнечной системе и в далеких звездных системах.
[pt_view id="7986c4eb3w"]