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,
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。