科學家成功創造出“鉆石雨”

科學家成功創造出“鉆石雨”

參考消息網8月24日報道 美媒稱，在一個旨在模擬太陽系的冰質巨行星內部深處條件的實驗中，科學家們首次觀察到了在高壓條件下形成的“鉆石雨”。極端高壓擠壓行星內部的氫和碳形成了堅硬的鉆石，這些鉆石進一步緩慢沉降進入行星內部。

據美國每日科學網站8月20日報道，長期以來，人們一直假設這些閃閃發光的下沉物來自于天王星和海王星表面以下超過8000千米的地方，是由常見的氫和碳的混合物產生的。這些行星的內部都是相似的：兩者都包含著由厚厚的不同的冰漿包圍的固態內核。就太陽系中的冰質行星而言，“冰”指的是與較輕的元素如碳、氧和(或)氮結合的氫分子。

報道稱，研究人員在美國斯坦福直線加速器中心的國家加速器實驗室，利用直線加速器相干光源(LCLS)激光器上的極限條件下物質(MEC)儀器發出的光學激光在塑料中創造出沖擊波，從而模擬了在這些行星內部發現的環境。

在實驗中，他們看到原始塑料的幾乎每個碳原子都結合到有幾納米寬的小金剛石結構中。這項研究的作者預測，在天王星和海王星上，鉆石將會變得大得多，或許重量可達數百萬克拉。研究人員還認為，有可能歷經數千年，這些鉆石會緩慢沉降，穿越行星的冰層，在固態內核周圍形成厚厚的一層。

報道稱，這項研究刊登在21日的英國《自然·天文學》雜志上。

德國HZDR研究中心的科學家和這篇研究文章的第一作者多米尼克·克勞斯說：“以前，研究者只能假設形成了鉆石。我看到這項最新實驗結果的一刻，是我從事科學工作以來最棒的時刻之一。”

報道稱，此前試圖在類似條件下“再造”鉆石雨的實驗無法實時統計出測量結果，因為目前只能在實驗室中創造出這些極端條件，而在這種條件下微小的鉆石會在極短的時間內形成。而MEC儀器發出的高能光學激光與LCLS的X射線脈沖相結合，持續時間僅有幾飛秒(千萬億分之一秒——本報注)，使得科學家可以直接測量化學反應。

一些之前的實驗也觀察到，在較之這項實驗創造的壓力更低的條件下碳形成石墨或鉆石的跡象，但是引入的其他材料改變了反應結果。

報道稱，這項實驗得出的結果是關于在高壓下混合物形成鉆石的首例明確的觀察結果，并且與關于在何種條件下能夠形成這樣的鉆石雨的理論預測相吻合，將為科學家提供更好的描述和劃分其他星球的信息。 (參考消息)