Binnen de gigantische ijzige planeten kan het diamanten regenen

Het universum is vreemder dan je je kunt voorstellen, en in de diepten van de ruimte zijn er wilde en exotische exoplaneten te vinden – planeten met Gloeiende rivieren van lavaOf planeten onder zwaartekracht die zo sterk is voetbal gevormd. We kunnen aan deze lijst nog een klasse van buitenaardse planeten toevoegen, die waarop het diamanten regent.

Het effect van diamantregen wordt verondersteld plaats te vinden in de diepten van ijsreuzen zoals Uranus en Neptunus, en het was Nagemaakt in een laboratorium hier op aarde In 2017. Nu hebben onderzoekers ontdekt dat dit effect niet alleen een zeldzaam toeval is, maar mogelijk vaker voorkomt dan eerder werd gedacht.

Een internationale groep onderzoekers die samenwerkt met het SLAC National Accelerator Laboratory heeft het diamantregeneffect gecreëerd door waterstof en koolstof onder extreem hoge druk te plaatsen. Maar in dit nieuwe onderzoek wilden ze de omstandigheden realistischer maken voor hoe het interieur van een ijzige reuzenplaneet eruit zou zien door andere aanwezige elementen, zoals zuurstof, op te nemen.

Om dit mengsel van chemicaliën te simuleren, gebruikten de onderzoekers een bekend materiaal – polyethyleentereftalaatplastic, zoals dat wordt gebruikt in goede verpakkingen, dat chemisch vergelijkbaar bleek te zijn met de omstandigheden die ze wilden maken. “PET heeft een goede balans tussen koolstof, waterstof en zuurstof om activiteit op ijzige planeten te simuleren”, legt een van de onderzoekers, Dominic Krause, van de Universiteit van Rostock uit.

De onderzoekers gebruikten een krachtige laser om schokgolven in het plastic te creëren en observeerden vervolgens hoe röntgenstralen erop terugkaatsten. Hierdoor konden ze zien hoe de kleine diamant was gevormd. De diamanten die in het experiment werden geproduceerd, waren erg klein, nanodiamanten genaamd, maar ongeveer 5.000 mijl onder het oppervlak van een gigantische ijsmassa zouden veel grotere diamanten kunnen worden gevormd, omdat ze naar de ijskern van de planeet zouden vallen. Diamanten kunnen zelfs in de kern wegzakken en een dikke laag diamant vormen.

In de nieuwe experimenten ontdekte het team dat wanneer zuurstof werd opgenomen, nanodiamanten groeiden bij lagere temperaturen en drukken, wat betekent dat de aanwezigheid van zuurstof de vorming van diamantregen waarschijnlijker maakt. “Het effect van de zuurstof was om de splitsing van koolstof en waterstof te versnellen en zo de vorming van nanodiamanten aan te moedigen,” zei Krause. “Dit betekent dat de koolstofatomen gemakkelijker kunnen combineren en diamanten kunnen vormen.”

Met deze ontdekking willen de onderzoekers de experimenten nu opnieuw proberen en chemicaliën zoals ethanol, water en ammoniak gebruiken om de omgeving van de ijsreuzen beter te modelleren.

“Het feit dat we deze extreme omstandigheden kunnen nabootsen om te zien hoe deze processen op zeer snelle en zeer kleine schaal werken, is opwindend”, zei SLAC-wetenschapper en medewerker Nicholas Hartley. “Het toevoegen van zuurstof brengt ons dichter dan ooit bij een volledig beeld van deze planetaire processen, maar er is nog meer werk aan de winkel. Het is een stap op weg naar het meest realistische mengsel en om te zien hoe deze materialen zich echt gedragen op andere planeten.”

Publiceer het onderzoek in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang.

Aanbevelingen van de redactie