МЕНЮ

Науковці довели, що усередині Нептуна й Урана випадають "алмазні дощі"

30 червня, 2020 - 23:00

Група дослідників із Німеччини, США і Великої Британії експериментально змогли підтвердити існування такого явища, як алмазні дощі, всередині Нептуна й Урана. Вони довели гіпотезу, що алмази формуються з вуглецевих сполук, які зазнають впливу значного тиску й температур під поверхнею цих планет і зрештою осідають усередині.

Про це вчені написали у науковому виданні Nature Communications. передає hromadske.

Нептун і Уран є найменш вивченими планетами Сонячної системи тому, що вони найбільш далекі від Сонця (і, відповідно, Землі). Крім того, наразі жодна космічна місія не займалася їхнім безпосереднім вивченням (навіть на відміну від ще більш далекого Плутона).

У нашій Галактиці Чумацький шлях, за оцінками вчених, екзопланети, схожі на Нептун, є доволі поширеними. Тобто розуміння його природи дасть нам краще розуміння і нашої Галактики.

Нептун, як і Уран, є крижаним гігантом. Це тип планети, яка складається з густої суміші гелію та водню, що «обертається» довкола твердого ядра. У випадку Нептуна воно має розмір, близький до Землі. А між шарами згаданої «суміші» можна знайти воду, метан та аміак.

Саме наявність метану — вуглевмісної сполуки — і підштовхнула вчених до думки, що в Нептуні та Урані за достатнього тиску й температури можуть формуватися алмази. І тепер дослідники змогли підтвердити це експериментально, використавши замість метану стирол (хімічна формула С8Н8).

Для проведення експерименту вчені використали Національну прискорювальну лабораторію SLAC при Стенфордському університеті. Спершу за допомогою обладнання було відтворено умови Нептуна на глибині 10 тисяч кілометрів під поверхнею. Для цього використали оптичний лазер, який нагрівав стирол до температури понад 4700 градусів Цельсія, а також створював тиск у 1,5 мільйона бар — це еквівалентно тиску 250 африканських слонів на кінчик великого пальця.

Аби визначити зміну стиролу під дією зазначених чинників, дослідники використали рентгеноструктурний аналіз: спрямовували рентгенівські промені на речовину і досліджували, як вони відбиваються від електронів атомів сполуки. Так вони побачили не просто утворення діамантів, а й те, що відбувається з атомами водню сполуки.

З’ясувалося, вони просто відщеплюються від атомів вуглецю. І майже ніяких залишків вуглецю після процесу не спостерігається.

«Алмазні дощі», до речі, дозволяють пояснити, чому температура всередині крижаного гіганта Нептуна більша, ніж має бути (якщо точніше, то Нептун виділяє у 2,6 разів більше тепла, ніж поглинає від Сонця). Енергія від падіння алмазів у напрямку твердого ядра перетворюється в енергію сили тертя, яка, своєю чергою, генерує тепло. Щоправда, остаточно переконатися в цьому можна буде лише тоді, коли людство «зазирне» під поверхню Нептуна.