Глибоко в надрах Нептуна і Урана можуть йти «дощі» з алмазів. Тепер вчені мають нові експериментальні дані, які вказують на те, що це можливо.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Астрономи вперше побачили, як помираюча зірка "з'їдає" гігантську планету

Атмосфера як Урана, так і Нептуна, складається в основному з гелію і водню, але глибше знаходяться більш важкі елементи і речовини, зокрема метан. Згідно з гіпотезою, на глибині майже 7 000 кілометрів температура і тиск досягають такої величини, що метан розпадається на складові його елементи: вуглець і водень. У результаті більш легкий водень піднімається в атмосферу, а вуглець перетворюється в кристали алмазу і опускається до ядра планети.

Щоб продемонструвати такий процес німецький фізик Домінік Краус раніше використовував рентгенівську дифракцію. Тепер Краус і його колеги зробили ще один крок вперед. Дослідники скористалися унікальним обладнанням в лабораторії SLAC в Каліфорнії.

За допомогою лазера на вільних електронах LCLS (Linac Coherent Light Source) вчені нагріли до температури в 5 000 кельвінів (4 727 ° C) стирол (C8H8), який замінив в експерименті метан (CH4) що відповідає умовам, які є на Нептуні і Урані . Крім того, тиск було збільшено до 1,5 мільйона бар.

«Це еквівалентно тиску, який чинить вага майже 250 африканських слонів на ніготь великого пальця», каже – Домінік Краус.

Теорія виникнення алмазів на крижаних гігантах була висунута кілька десятиліть тому, тепер її підтвердили експериментально. Але в попередньому експерименті Краус використовував рентгенівську дифракцію, яка добре працює для матеріалів з кристалічною структурою, але в меншій мірі для некристалічних молекул. У новому експерименті команда використовувала інший метод, в якому вона вимірювала, як рентгенівські промені розсіюють електрони в полістиролі.

Це дозволило їм не тільки спостерігати перетворення вуглецю в алмаз, але і те, що відбувається з іншою частиною зразка – розщеплення на водень. Після цього вуглецю практично не залишається.

Нове відкриття може пояснити таємницю, яку вчені виявили в природі Нептуна. Ця планета випромінює майже в 2,6 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Ймовірно, якщо до ядра планети дійсно постійно опускаються алмази, то їх гравітаційна енергія перетворюється в теплову за рахунок тертя з іншими матеріалами, що і розігріває планету.

Нептун і Уран – погано вивчені планети в Сонячній системі. Вони знаходяться занадто далеко, і тільки один космічний зонд, «Вояджер-2», знаходився близько до них. Втім, навіть тоді вивчення цих планет не входило в плани його місії.

Дослідники відзначають, що вивчення крижаних гігантів – дуже важливе завдання, оскільки такі планети зустрічаються в Чумацькому Шляху в 10 разів частіше, ніж газові гіганти, подібні до Юпітера.

Орест ГОРЯНСЬКИЙ
для «Урядового кур’єра»