Ar lietus Deimantai ant Neptūno ir Urano?

„Deimantai yra amžinai“, - paplitęs posakis, kuris remiasi ekstremaliomis deimantų vertėmis, kurios yra viena iš rečiausių medžiagų, kurios natūraliai randamos žemėje. Deimantai taip pat yra viena iš vertingiausių medžiagų žemėje, iš dalies dėl retų įvykių ir iš dalies dėl daugelio mineralinių medžiagų. Kadangi deimantai yra sunkiausia gamtoje esanti medžiaga žemėje, jie yra esminis gręžimo objektų gamybos komponentas. Atsižvelgiant į didelį vertę turinčius deimantus, beveik neįsivaizduojama, kad Uranui ir Neptūnui deimantai nėra reti, nes jie lietaus iš debesų. Nors toks scenarijus skamba kaip mokslinės fantastikos filmo scenarijus, mokslininkai patvirtino, kad deimantai iš abiejų planetų patenka iš dangaus. Naujausioje „Nature Astrophysics“ paskelbtoje ataskaitoje teigiama, kad SLAC Nacionalinės pagreitinimo laboratorijos mokslininkai iš plastiko gabalo sugebėjo sukurti mikroskopinius deimantus, atkurdami ekstremalias sąlygas, nustatytas dviejų ledo gigantų mantija.

Eksperimentas

Nors keistas (ar nuostabus) erdvės pobūdis buvo ištirtas daugelį metų, lietaus deimantų apie Neptūną ir Uraną teorija poliarizavo tarp astrofizikų, kai kurie mokslininkai diskreditavo teoriją. Teorijos advokatai nepateikė įtikinamų faktų. Visi eksperimentai, remiantys teoriją, nesukėlė reikiamų rezultatų, nes mokslininkai negalėjo atkurti ekstremalių sąlygų, esančių Urano ir Neptūno mantose, kurios buvo būtinos deimantų susidarymui, kai temperatūra pasiekė 5000 kelvino, o slėgis viršijo 700 gigapaskalų. Iki šiol SLAC Nacionalinės greitintuvo laboratorijos mokslininkai sugebėjo pakartoti ekstremalius ledo milžiniškus spaudimus ir temperatūrą, naudodami didelės galios optinį lazerį, taip pat rentgeno spindulių laisvojo elektrono lazerį rentgeno impulsams siųsti. ultragarsu greičiu per plastiko formą, polistireną. Polistirenas yra angliavandenilis, sudarytas iš vandenilio ir anglies atomų, o jo struktūra yra panaši į metano dujų, esančių milžiniškose ledo planetose, struktūrą. Mokslininkai buvo susijaudinę matę mikroskopinius deimantus, išsiųstus po pirmosios ir antros rentgeno smūginės bangos per polistireną. Mokslininkai naudojo Linac koherentinį šviesos šaltinį išskirti ultragarso rentgeno impulsus, kurie trunka mažiau nei nanosekundė (jie trunka femtosekundei) ir buvo labai svarbūs įrašant procesą, kuris vyksta taip pat trumpai. Vėliau tyrimas buvo paskelbtas „Nature Astrophysics“ žurnalo leidinyje ir išsiųstas astrofizikos pasauliui į nerimą.

Sąlygos Uranui ir Neptūnui

Uranas ir Neptūnas, kaip abu, klasifikuojami kaip ledo gigantai, o ne dujų gigantai, kaip buvo manoma. Šios dvi planetos yra vieninteliai du ledo gigantai Saulės sistemoje, todėl jų dydis, išvaizda ir sudėtis yra gana panašūs. Uranas yra trečia pagal dydį Saulės sistemos planeta, o Neptūnas yra ketvirta pagal dydį Saulės sistemos planeta. Dvi planetos, daugiausia susidedančios iš dujų, taip pat yra tarp mažiausiai tankių Saulės sistemos planetų. Šios dvi planetos yra mėlynos, o Neptūnas turi tamsesnį mėlyną atspalvį nei Uranas. Abiejų planetų atmosferos yra labai storos; pratęsiant 17, 2 mylių Uranui ir 12, 2 mylių Neptūnui, ir jie abu yra panašūs; sudarytas iš vandenilio, metano ir helio dujų. Abiejų ledo gigantų mantijas sudaro ledai, įskaitant metaną, vandenį ir amoniaką. Sąlygos dviejose planetose yra kraštutiniuose kraštuose ir didėja intensyvumas arčiau branduolių. Neptūne, manoma, kad atmosferos slėgis žemiau apatinių debesų yra dešimt gigapascalų ir planetos šerdyje padidėja iki maždaug 700 gigapascalų, kai temperatūra yra 5, 400 K.

Manoma, kad Urano šerdyje patiriamas spaudimas siekia net 800 gigapazų, o temperatūros, kaip manoma, yra 5 000 K. Mokslininkai mano, kad dviejų planetų mantijos sąlygos idealiai tinka metano skaidymui, atskiriant vandenilio atomus nuo anglies atomų. galų gale, deimantų, kurie lieka iki planetų šerdies, formavimas.

Pirmieji tyrimai

Deimantų buvimą Saulės sistemos milžiniškose ledo planetose pirmiausia pasiūlė žinomas mokslininkas Marvinas Rossas, 1981 m. Rašęs dokumentą „Ledo sluoksnis Urane ir Neptūnas - deimantai danguje?“ jis pareiškė, kad dviejų ledynų gigantų interjerą sudarė didžiuliai deimantų kiekiai. Marvinas Rossas teigė, kad didžiulis atmosferos slėgis, esantis planetų interjere, kartu su ekstremaliomis temperatūromis, atleidžia anglies atomus iš vandenilio atomų, todėl susidaro deimantai. Marvinas savo argumentą grindė eksperimentu, kuriame metano dujos buvo įtrauktos į smūgio bangos suspaudimo procedūrą. Kiti vėlesni eksperimentai, kuriuos atliko kiti žinomi mokslininkai, tokie kaip Sandro Scandolo, patvirtino, kad esant dideliam slėgiui metano dujos gali būti transformuojamos į angliavandenilius, kai nustatytas slėgis yra ne mažesnis kaip 300 gigapazonų. Kalifornijos Berkelio universiteto mokslininkai, naudoję deimantų alvilos ląstelę, galėjo pasiekti rezultatą esant 2500 kelvinų temperatūrai ir 50 gigapascalų slėgiui.

Šios ekstremalios temperatūros ir slėgis yra lygiavertės žemiau Neptūno debesų. Geofizikos laboratorijos mokslininkai atliko kitą eksperimentą, kuriame jie sugebėjo destabilizuoti cheminę metano sudėtį esant 2000 kelvinų temperatūrai ir 7 gigapazonų slėgiui. Tačiau visi eksperimentai nesukūrė deimantų, nes esama technologija apribojo pasiektą slėgio ir temperatūros lygį, neleidžiant mokslininkams atkurti sąlygų, esančių dviejų ledo milžiniškų planetų interjere. Tačiau kai kurie mokslininkai skeptiškai vertino teoriją, teigiančią, kad Uranas ir Neptūnas yra deimantai, ir teigia, kad vandenilio ir vandens, kurie sumaišyti su metano dujomis planetų atmosferoje, buvimas pakenktų cheminėms reakcijoms. Kiti teigė, kad anglies koncentracija dviejuose ledynuose nebuvo pakankamai aukšta, kad būtų galima sukurti deimantus, nepriklausomai nuo slėgio ar temperatūros kiekio dujų atžvilgiu.

Rekomenduojama

Kas yra Indijos nacionalinis paukštis?
2019
Šviesus ir gražus: šiandien gyvenančių aukų tipai
2019
Kas yra Kinijos Shanxi provincijos sostinė?
2019