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這兩個星球充滿鑽石,科學家模擬海王星和天王星重現鑽石雨

天文學家稱之為“鑽石雨”, 然而直到現在還沒有人見過。 根據計算, 巨行星天王星和海王星厚度超過8000公里冰層的巨壓之下, 碳原子緊密擠壓在一起, 形成鑽石, 然後鑽石進一步沉入硬核深處。

顯示海王星內部的一個剖面圖(左)。 在冰冷的行星內部烴鏈受到高壓力和溫度, 形成“鑽石雨”

現在,科學家們在加州的斯坦福大學的SLAC國家加速器實驗室,成功製造出受控條件下的鑽石雨。 德國Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf 研究中心Dominik Kraus領導下的研究小組在中心的從將塑膠暴露在由x射線自由電子雷射器製造的強烈衝擊波能量環境中。 實驗使幾乎所有在塑膠中的碳原子壓縮到幾納米寬類似金剛石結構。

像海王星和天王星這樣的行星內部由包裹在厚厚“冰層”中的一個硬核構成。 “冰層”的主要成分是碳氫化合物、水和氨。 長期以來, 天文物理學家一直推測行星內部的巨大壓力會碳氫結構斷裂,

碳原子壓縮形成鑽石, 鑽石最後沉入硬核深處。 天文學家認為天王星和海王星地幔上壓力極大, 可以使形成的鑽石達到數以百萬克拉重。 甚至可能使兩顆行星的硬核上面鋪滿厚厚的鑽石外層。

雖然行星經過幾十億年才創建自己的鑽石表層, Kraus的團隊進行的實驗僅持續了幾個千萬億分之一秒——然而, 這些時間足以完成過程的觀察, 測量和記錄。

行星內部的鑽石雨可能作為能源, 隨著鑽石掉往內核產生熱量。

“我們不能進入行星觀察具體情況, 只能利用實驗室實驗補充完善衛星和望遠鏡觀察結果” Kraus說。

在SLAC提供的極端環境條件為科學家研究極熱, 極密的恒星和行星的內部提供便利

SLAC的實驗結果發表在Nature Astronomy, 該實驗有助於研究洞察遙遠的行星內部過程, 它同樣很可能在地球上產生商業利益。 類似由Kraus團隊方法造出來的納米鑽石的在醫學和工業上有廣泛的應用前景。 目前他們是利用可控制爆炸的手段。 而鐳射可能是一個潛在的更有效和安全的製造方法。

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