МЕНЮ

Ученые доказали, что внутри Нептуна и Урана выпадают "алмазные дожди"

30 июня, 2020 - 23:03

Группа исследователей из Германии, США и Великобритании экспериментально смогли подтвердить существование такого явления, как алмазные дожди внутри Нептуна и Урана. Они доказали гипотезу, что алмазы формируются из углеродистых соединений, подвергающихся воздействию значительного давления и температур под поверхностью этих планет и в конечном итоге оседают внутри.

Об этом ученые написали в научном издании Nature Communications, передает hromadske.

Нептун и Уран являются наименее изученными планетами Солнечной системы потому, что они наиболее далеки от Солнца (и, соответственно, Земли). Кроме того, сейчас ни одна космическая миссия не занималась их непосредственным изучением (даже в отличие от еще более далекого Плутона).

В нашей Галактике Млечный путь, по оценкам ученых, экзопланеты, похожие на Нептун, довольно распространены. То есть понимание  их природы даст нам лучшее понимание и нашей Галактики.

Нептун, как и Уран, является ледяным гигантом. Это тип планеты состоит из густой смеси гелия и водорода, что «вращается» вокруг твердого ядра. В случае Нептуна оно имеет размер, близкий к размеру Земли. А между слоями упомянутой «смеси» можно найти воду, метан и аммиак.

Именно наличие метана - углесодержащего соединения - и подтолкнуло ученых к мысли, что в Нептуне и Уране при достаточном давления и температуре могут формироваться алмазы. И теперь исследователи смогли подтвердить это экспериментально, использовав вместо метана стирол (химическая формула С8Н8).

Для проведения эксперимента ученые использовали Национальную ускорительную лабораторию SLAC при Стэнфордском университете. Сначала с помощью оборудования были воспроизведены условия Нептуна на глубине 10 000 километров под поверхностью. Для этого использовали оптический лазер, который нагревал стирол до температуры свыше 4700 градусов Цельсия, а также создавал давление в 1,5 миллиона бар - это эквивалентно давления 250 африканских слонов на кончик большого пальца.

Чтобы определить изменение стирола под действием указанных факторов, исследователи использовали рентгеноструктурный анализ: направляли рентгеновские лучи на вещество и исследовали, как они отражаются от электронов атомов соединения. Так они увидели не просто образования бриллиантов, но и то, что происходит с атомами водорода соединения.

Выяснилось, они просто отщепляются от атомов углерода. И почти никаких остатков углерода после процесса не наблюдается.

«Алмазные дожди», кстати, позволяют объяснить, почему температура внутри ледяного гиганта Нептуна больше, чем должна быть (если точнее, то Нептун выделяет в 2,6 раза больше тепла, чем поглощает от Солнца). Энергия от падения алмазов в направлении твердого ядра превращается в энергию силы трения, которая, в свою очередь, генерирует тепло. Правда, окончательно убедиться в этом можно будет только тогда, когда человечество «заглянет» под поверхность Нептуна.