Diamanten können tief in Neptun und Uranus regnen.
Verwandte Inhalte
- Wissenschaftler machen seltsame Art von Eis auf halbem Weg zwischen fest und flüssig
Die Physik dieser „Eisriesen“ unterscheidet sich stark von der der Erde. Diese Planeten haben einen festen Kern, der von eisigen Ozeanen umgeben ist, die aus Kohlenwasserstoffen, Wasser und Ammoniak bestehen. Tief im Innern dieser Planeten, etwa 6.200 Meilen von der Oberfläche entfernt, ist der Druck so hoch, dass Physiker lange spekuliert haben, dass sich ein Schauer von Diamanten bilden könnte. Nun, wie Nicola Davis für The Guardian berichtet, hat ein neues Experiment, das diesen Prozess simuliert, den ersten Beweis erbracht, dass dieser Diamantregen möglich ist.
Frühere Forscher haben bereits versucht, diesen „Diamantregen“ zu simulieren, laut Davis, konnten jedoch nie den immensen Druck erzeugen, der im Inneren von Eisriesen zu erwarten ist. Ein internationales Wissenschaftlerteam versuchte daher einen neuen Ansatz.
Laut einer Pressemitteilung setzte das Team Polystyrol, einen Kunststoff aus Kohlenstoff und Wasserstoff, Stoßwellen aus, die von einem optischen Hochleistungslaser und Röntgenstrahlen erzeugt wurden. Die Stoßwellen drückten den Kunststoff bei Drücken von 150 Gigapascal und Temperaturen von über 9.000 Grad Fahrenheit zusammen. Diese intensive Reaktion brach die Bindungen zwischen den Wasserstoff- und Kohlenstoffmolekülen und den komprimierten Kohlenstoffatomen zu einem mikroskopischen Diamanten. Die Forschung erscheint in der Zeitschrift Nature Astronomy .
"Die Versuchszeit ist sehr kurz", sagt Dominik Kraus vom deutschen Forschungslabor Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf gegenüber Davis. "Dass wir diese sehr klare Signatur von Diamanten sahen, war tatsächlich sehr, sehr überraschend."
Kraus, Hauptautor der Studie, teilt Bryson Masse von Gizmodo mit, dass die Kerne von Neptun und Uranus wahrscheinlich von einer großen Diamantschicht umgeben sind. Und es ist möglich, dass die Innenräume der Planeten noch seltsamer sind.
„Wenn die Temperatur in der Nähe des Kerns hoch genug ist (einige Berechnungen gehen davon aus), könnten es auch Ozeane aus flüssigem Kohlenstoff sein, auf denen gigantische Diamanteisberge schwimmen“, sagt Kraus. "Aber die meisten Theorien gehen davon aus, dass Diamant zumindest in Neptun und Uranus solide bleiben würde, aber dies könnte für einige Exoplaneten anders sein."
Der Diamantregen könnte auch ein weiteres Rätsel um die Eisriesen lösen, berichtet Davis. Uranus und Neptun sind heißer als die meisten Modelle vorhersagen, aber Kraus erklärt, dass die Diamanten, da sie schwerer sind als das umgebende Kohlenwasserstoffmedium, in dem sie sich bilden, über Tausende von Jahren zum Kern des Planeten sinken würden. Diese sinkenden Steine würden Reibung erzeugen und Wärme abgeben, die den Temperaturanstieg hervorrufen würde.
Abgesehen von der Verbesserung der Planetenmodellierung könnte die neue Simulation praktische Anwendungen haben. Gegenwärtig werden winzige künstliche Diamanten, die in der Elektronik und in chirurgischen Werkzeugen verwendet werden, durch Strahlen erzeugt. Dieses neue laserbasierte Verfahren könnte zu einer genaueren und effizienteren Methode zur Herstellung der winzigen Edelsteine führen.
Anmerkung der Redaktion 23. August 2017 : In einer früheren Version dieses Artikels wurde fälschlicherweise vorgeschlagen, dass Ammoniak und Wasser Arten von Kohlenwasserstoffen sind.
