Forskare har på laboratoriet demonstrerat ett "diamantfall" - ett konstigt fenomen som enligt teoriens förutsägelser bör observeras på Uranus och Neptun.
Atmosfärerna från isjättarna innehåller betydande mängder metan och andra flyktiga organiska ämnen. Simuleringar visar att på ett djup av tusentals kilometer, där trycket når en lämplig nivå, kan de och väte leda till att diamantkristaller bildas ganska snabbt och faller ut i form av något som snö.
Med hjälp av en laser från US National Accelerator Laboratory SLAC demonstrerade Dominik Kraus och hans kollegor denna process under kontrollerade förhållanden. Detaljerna om deras arbete beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften Nature Astronomy.
Högeffekta laserpulser riktade mot ett plastiskt polystyrenprov skapade två successiva chockvågor i den. Den andra var större och snabbare än den första och i rätt ögonblick fångade upp den. Störningen av dessa vågor skapade både djupa fördjupningar av lågt tryck och toppar av ultrahögt tryck, där bildandet av kortlivade diamantkristaller ägde rum. LCLS-verktyget gjorde det möjligt att följa processen och ta "snapshots" miljarder gånger per sekund.
Erfarenheten har visat att diamantbildningen ägde rum vid temperaturer på hundratusentals grader och tryck i storleksordningen en miljon atmosfärer - nästan en storleksordning högre än det som var möjligt att uppnå i sådana experiment tidigare. Liknande förhållanden kan finnas i atmosfärerna av isjättar på ett djup av cirka 10 tusen km. Enligt Dr. Kraus kan denna process ske även vid nästan absolut noll, men kräver ännu mycket högre tryck.
Du kan inte bli rik på produktionen av sådana diamanter från plast: kristallernas storlek översteg inte några nanometer. Men i atmosfären i Neptunus och Uranus kan de enligt teoretiska beräkningar vara mycket större och nå hundratals kilogram massa. De solida kärnorna på dessa jätteplaneter omges av ett tjockt lager av en blandning av is under enormt tryck, genom vilket jätte diamanter långsamt faller. De kan till och med ackumuleras nedanför och omger kärnan med en fantastisk diamantskorpa.
Sergey Vasiliev
