Якби коли-небудь стало можливим здійснити політ крізь екстремальні умови атмосфери Нептуна, ми могли б спостерігати захоплююче явище діамантового дощу.
Згідно з новим дослідженням міжнародної групи вчених, така блискуча хуртовина може бути відносно поширеним явищем у Всесвіті.
Вуглець може зв’язуватися в кристали на гігантських крижаних газових планетах, таких як Нептун і Уран, через надвисокі температури і тиск глибоко в атмосфері. Ці умови розщеплюють вуглеводні, такі як метан, дозволяючи атомам вуглецю з’єднуватися з чотирма іншими і утворювати частинки твердого алмазу.
На основі експериментів, описаних в останньому дослідженні, в якому процеси утворення алмазів були змодельовані в лабораторних умовах, порогові значення температури і тиску для цього виду утворення алмазів є нижчими, ніж вважали вчені.
Як алмазний дощ може відбуватися на Нептуні і впливати на його магнітне поле. (European XFEL/Tobias Wüstefeld)
Це зробило б алмазний дощ можливим на менших газових планетах, так званих “міні-Нептунах”. Ми знаємо багато таких планет за межами Сонячної системи.
Ці знахідки також можуть пояснити деякі таємниці магнітних полів Урана і Нептуна.
“Це революційне відкриття не тільки поглиблює наші знання про наші місцеві крижані планети, але й має значення для розуміння подібних процесів на екзопланетах за межами Сонячної системи”, – каже фізик Зігфрід Гленцер (Siegfried Glenzer) з Національної лабораторії прискорювачів SLAC.
Команда авторів нового дослідження використовувала європейський рентгенівський лазер на вільних електронах XFEL (X-ray Free-Electron Laser) для спостереження за алмазами, що формуються з полістирольної плівки на основі вуглеводневих сполук, затиснутої під величезним тиском між лещатами.
Частина експериментальної установки. (European XFEL/Jan Hosan)
Така конфігурація дозволила команді спостерігати за процесом довше, ніж це було можливо в попередніх експериментах. Це тривале дослідження показало, що, хоча інтенсивний тиск і надвисокі температури все ще дуже потрібні, вони можуть бути не такими екстремальними, як вважалося раніше.
З точки зору планет, це означає, що алмази можуть формуватися на меншій глибині, ніж передбачали вчені – а це означає, що частинки алмазів, які спускаються, тягнучи за собою газ і лід, можуть впливати на магнітні поля цих планет у більш безпосередній спосіб, ніж ми розуміли раніше.
На відміну від Землі, крижані планети, такі як Нептун і Уран, не мають симетричних магнітних полів. До цього часу це було чимось на кшталт загадки – припускалося, що магнітні поля формуються не в ядрі планети – і алмази могли б допомогти пояснити це.
“Він може спричинити рух у провідному льоду, що знаходиться на цих планетах, впливаючи на формування їхніх магнітних полів”, – каже фізик Мунго Фрост з Національної лабораторії прискорювачів SLAC.
Це все інтригуючі речі, які майбутні дослідження можуть вивчити більш глибоко. За останні роки вчені на крок наблизилися до розуміння того, як цей процес може відбуватися на далеких планетах і якими можуть бути його наслідки.
Хто знає – можливо, одного дня ми зможемо провести польові дослідження в суворій атмосфері Нептуна та Урана, що дасть нам змогу на власні очі побачити, як утворюється цей алмазний дощ.
“Алмазний дощ на крижаних планетах являє собою інтригуючу головоломку, яку нам належить розгадати, – каже Фрост.