Naukowcy wykazali w laboratorium „upadek diamentu” - dziwne zjawisko, które zgodnie z przewidywaniami teorii powinno być obserwowane na Uranie i Neptunie.
Atmosfera lodowych olbrzymów zawiera znaczne ilości metanu i innych lotnych substancji organicznych. Symulacje pokazują, że na głębokości tysięcy kilometrów, gdzie ciśnienie osiąga odpowiedni poziom, one wraz z wodorem mogą prowadzić do formowania się kryształów diamentu dość szybko i wypadania w postaci czegoś na kształt śniegu.
Używając lasera z US National Accelerator Laboratory SLAC, Dominik Kraus i jego koledzy zademonstrowali ten proces w kontrolowanych warunkach. Szczegóły ich pracy opisano w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Astronomy.
Impulsy laserowe dużej mocy skierowane na próbkę plastiku, polistyrenu wytworzyły w niej dwie kolejne fale uderzeniowe. Drugi był większy i szybszy od pierwszego iw odpowiednim momencie go dogonił. Interferencja tych fal spowodowała zarówno głębokie wgłębienia niskiego ciśnienia, jak i szczyty ultra wysokiego ciśnienia, w których następowało tworzenie się krótkotrwałych kryształów diamentu. Narzędzie LCLS umożliwiło monitorowanie procesu, wykonując „migawki” miliardy razy na sekundę.
Doświadczenie pokazało, że tworzenie się diamentów następowało w temperaturach setek tysięcy stopni i ciśnieniu rzędu miliona atmosfer - prawie o rząd wielkości wyższym, niż było to możliwe do uzyskania w takich eksperymentach wcześniej. Podobne warunki mogą istnieć w atmosferach lodowych olbrzymów na głębokości około 10 tys. Km. Według dr Krausa proces ten mógłby zachodzić nawet przy zera absolutnego, ale wymagałby nawet znacznie wyższego ciśnienia.
Na produkcji takich diamentów z plastiku nie można się wzbogacić: wielkość kryształów nie przekraczała kilku nanometrów. Ale w atmosferach Neptuna i Urana mogą one, zgodnie z obliczeniami teoretycznymi, być znacznie większe, osiągając setki kilogramów masy. Solidne rdzenie tych gigantycznych planet są otoczone grubą warstwą mieszaniny lodu pod ogromnym ciśnieniem, przez który powoli spadają gigantyczne diamenty. Mogą nawet gromadzić się poniżej, otaczając rdzeń oszałamiającą diamentową skorupą.
Sergey Vasiliev