Екзотична форма на валежи, наречена „диамантен дъжд“  —  отдавна смятана, че се случва дълбоко в ледените гигантски планети  —  може да е по-често срещана, отколкото се смяташе досега.

Екип от изследователи е експериментирал с материал, подобен на този, открит в ледените гиганти като планетите на слънчевата система Нептун и Уран, откривайки, че наличието на кислород увеличава възможността за образуване на диаманти и че диамантите могат да се образуват при ниски температури и налягания. Това означава, че диамантите могат да се формират в широк диапазон от условия в тези студени светове. В резултат на това вероятността от диамантени дъждове във вътрешността на ледените гиганти ще бъде по-вероятна.

Същите експерименти откриха образуването на екзотична форма на вода, която може да помогне да се обяснят магнитните полета на Уран и Нептун, които досега са обърквали астрономите. Изследването може да промени нашата представа за ледените гиганти, теоретизирани от някои учени като една от най-често срещаните форми на екзопланети  —  планети извън Слънчевата система.

Екипът от учени, включително изследователи от Националната ускорителна лаборатория SLAC на Министерството на енергетиката на САЩ, както и от Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) и Университета на Рощок, се основава на предишни изследвания на условията и материалите в ледените гиганти, които наблюдава диамантени дъждове, докато се образуват. Новото изследване прогнозира, че диамантите на Нептун и Уран могат да нараснат до големи размери, потенциално до милиони карати тегло.

Ледените гиганти нямат твърда повърхност, но стават по-плътни към ядрото, което означава, че в продължение на хиляди години диамантите могат да потънат през ледените слоеве. Те ще започнат да се натрупват около твърдото сърце на планетите, образувайки дебел диамантен слой.

Освен това екипът установи, че заедно с диамантите се образува нова фаза на водата, наречена суперионна вода и понякога наричана „горещ черен лед“.

Суперионната вода съществува при високи температури и налягания, при които водните молекули се разпадат с кислородни съставки, образувайки кристална решетка, в която водородните ядра плават свободно. Водородните ядра са положително заредени, което означава, че суперионната вода може да провежда електрически ток, който може да предизвика магнитни полета. Това може да обясни необичайните магнитни полета, наблюдавани около Уран и Нептун.

„Нашият експеримент демонстрира как тези елементи могат да променят условията, при които се образуват диаманти върху ледени гиганти“, каза ученият и член на екипа на SLAC, Силвия Пандолфи, в изявление. „Ако искаме да моделираме точно планетите, тогава трябва да се доближим възможно най-близо до действителния състав на планетарния интериор.“

Изследването може потенциално да посочи пътя към нов метод за производство на диаманти с размер под 1 микрометър, известни като „нанодиаманти“, които биха могли да бъдат произведени, когато евтината PET пластмаса се удари с лазерно ударно компресиране.

Нанодиамантите имат множество потенциални приложения в медицината, включително в доставянето на лекарства, неинвазивната хирургия и медицинските сензори, както и в разрастващата се област на квантовата технология.

Снимка: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

Виж още: Каква операционна система се използва в Космоса?

 



Източник