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科学家在地球上制造出海王星的钻石雨

2017-8-24 环球解密

如果你认为地球天气恶劣,请想想冰巨人的海王星和天王星,那里有强烈的压力和超高的温度会引起钻石的豪雨。 现在,研究人员已经在地球上重现了这个效果。

研究人员利用高功率光学雷射(high-powered optical lasers)快速让聚苯乙烯变热,他们能够在实验室中生产并研究这种钻石雨,这样可以帮助我们更了解其他行星如海王星和天王星的环境。

根据美国和德国机构的团队,这也能帮助我们对太阳系及其他的冰巨人的化学过程有更好的了解。

来自德国Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf的首席研究员Dominik Kraus说:“以前,研究人员只能假设钻石的形成。 当我看到这个最新实验的结果时,这是我科学生涯最棒的时刻之一。”

在海王星和天王星方面,科学家认为强烈的压力将行星上发现的氢和碳挤压成钻石,这些都是在地面下8,050公里(5,000英里)的地方发生的。

这些行星上没有聚苯乙烯,但它是从甲烷形成的化合物很好的替代品,而海王星和天王星丰富甲烷。

为了重现这种效果,科学家们在聚苯乙烯塑料中创造了两个冲击波,使用SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)的极限条件仪器(Matter in Extreme Conditions instrument)产生大量的热量。

当两个冲击波彼此相遇时,它创造了大约5000克耳文(摄氏4727度或华氏8540度)的温度和约150GPa的压力(几乎是地球核心压力的一半),这跟海王星和天王星有类似的条件。

因此,塑料中几乎每个碳原子都被变成仅仅几纳米宽的钻石结构,但在海王星和天王星上,科学家们说钻石可能会达到数百万克拉的重量。

知道这样的反应可能有助于科学家计算太阳系外行星的大小,通常将其作为质量和半径之间的关系来衡量,而一个星球的化学成分可以帮助这些计算。

除此之外,这个钻石雨试验的一个奥秘可以帮助解释为什么冰巨人能够产生比我们预期更多的热量。

Kraus对The Guardian说“这些钻石会下沉,因为它们比周围的介质更重,当它们下沉时,会与周围的介质摩擦,当某些钻石到达核心时,它们将被停止,这些都会产生热量。”

最后,研究人员希望他们的研究将助于在地球上生产钻石。 特别是,如果可以开发研究,现在通过爆炸物产生的人造钻石可以更有效地用雷射制成。

目前这是科学可以帮助我们了解离我们数十亿公里的行星的另一个例子,即使我们不会很快去到那里参观。

研究已发表Nature Astronomy。

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