Всесвіт

Вчені з’ясували, як утворюються алмази на Нептуні

Чому на Нептуні йдуть дощі алмазні

Представлені нові експериментальні дані, що пояснюють причини, по яким на Нептуні і Урані можуть йти дощі з алмазів.

scitechdaily.com

Згідно з гіпотезою, високі температура і тиск в тисячах кілометрах під хмарами цих газових гігантів повинні розщеплювати вуглеводні сполуки. При цьому вуглець перетворюється на алмази, які поринають все глибше, прагнучи до ядер планет.

У новому експерименті використовувався рентгенівський лазер Linac, який виявив, що вуглець перетворюється безпосередньо в алмази.

«Це дослідження надає дані про явище, яке дуже важко змоделювати, — пояснив фізик Майк Данн, який не брав участь в експерименті. — Стало видно, як розділяються елементи, подібно до того, як майонез розпадається на олію та оцет».

Нептун і Уран — дві найбільш погано вивчені планети Сонячної системи. Вони занадто далеко. До них долітав тільки космічний зонд Voyager 2, та й той пройшов повз, оглянувши планети мигцем. Але газові гіганти дуже поширені в нашій галактиці і тому їх необхідно вивчати.

Цікавий факт: екзопланет, подібних Нептуну, в 10 разів більше, ніж подібних Юпітеру.

Ми знаємо, що атмосфери Нептуна і Урана складаються в основному з водню і гелію з невеликою домішкою метану. Під розрідженими шарами атмосфери, ближче до ядер планет, знаходиться дуже гаряча і надщільна рідина, яка складається з води, метану й аміаку.

Більш ранні експерименти показали, що при достатньому тиску і температурі метан може перетворюватися в алмази. Точніше, алмази можуть формуватися в межах цього гарячого, щільного матеріалу.

«Тепер у нас є дуже багатообіцяючий новий підхід, заснований на розсіянні рентгенівських променів, — говорить фізик Домінік Краус. — Наші експерименти дають важливі параметри для моделювання, де раніше у нас була тільки одна суцільна невизначеність».

Для відтворення умов, які можна спостерігати всередині газових гігантів типу Нептуна, дослідники використовували замість метану (CH4) вуглеводневий полістирол (C8H8). Його нагріли і стиснули, немов би речовина знаходилася на глибині близько 10 000 кілометрів. Імпульси лазера генерували ударні хвилі, які нагрівають матеріал приблизно до 5 000 градусів за Кельвіном (4727 градусів за Цельсієм), що також підвищувало і тиск. «Ми досягли тиску приблизно 1,5 мільйона бар», — розповідає Краус. У ході експерименту вивчалася і те, як рентгенівські промені розсіюють електрони в полістиролі.

У підсумку дослідники не тільки спостерігали перетворення вуглецю в алмаз, але і з’ясували, що відбувається з іншою частиною зразка — він розщеплюється на водень. Вуглецю ж практично не залишається.

«У випадку з газовими гігантами ми тепер знаємо, що вуглець майже весь перетворюється в алмази, і не приймає рідку перехідну форму», — каже Краус.

Це дуже важливе відкриття, яке може пояснити одну дивність Нептуна: температура його зовнішніх шарів набагато вища, ніж має бути, і планета випромінює в 2,6 раза більше енергії, ніж їй дає Сонце.

Якщо алмази опускаються до ядра планети, то саме вони можуть ставати джерелом гравітаційної енергії, яка перетворюється в тепло, що генерується тертям між алмазами і матеріалом навколо них.

Натхнення: www.popmech.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть