Array|海王星为何会下“钻石雨”?科学家发现了奥秘

钻石是地球上罕见的天然物质 , 但遥远的天王星和海王星却下着“钻石雨” 。
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钻石是碳元素组成的无色晶体 , 是地球上罕见的天然物质 , 但遥远的天王星和海王星却下着“钻石雨” 。近日 , 科学家以实验的方式研究出钻石雨的成因和原理 。
由于距离太阳很远 , 天王星和海王星的环境极为寒冷 , 被称为“冰巨星” 。科学家对这两个遥远星体的了解并不多 , 它们一直存在着许多谜题 。其中之一就是为何它们会下“钻石雨” 。
海王星距离太阳很远 , 环境极为寒冷 , 被称为“冰巨星” 。
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近日 , 德国最大的科学家协会“亥姆霍兹联合会”的物理学家多明尼克?克劳斯(Dominic Kraus)在新闻发布会上说:“我们成功实验出冰巨星形成钻石的可能原因 。虽然在此之前 , 已有一些假说 , 但我们凭着实验完成整个过程 。”
克劳斯及其团队 , 在美国史丹佛大学的SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory) , 进行了一项“冰巨星造钻石”实验 。
研究人员在实验室里重现海王星核心的压力 , 但他们不是使用甲烷(Methane , 该行星上的天然化学元素) , 而是使用含碳量较高的“苯乙烯”(C 8H 8) 。
克劳斯团队对“苯乙烯”施加热量和压力 , 再利用雷射来模拟冲击波 。当这些冲击波相遇时 , 温度飙升至4726度 , 材料内部的压力也急剧上升 。
科学家利用50飞秒(5亿分之1秒)的X射线脉冲 , 对样本进行了分析 。研究人员发现 , “苯乙烯”在高压环境下 , 会逼使氢原子脱离 , 而碳原子被压力所黏合 , 形成几纳米的钻石 。
研究人员预测 , 如果天王星和海王星发生类似的反应 , 就会形成钻石 , 而且会很大颗 , 可能达到几百万克拉(1克拉为0.2公克) 。
克劳斯表示 , 在冰巨星中形成的钻石是充满杂质的球形钻石 。它们会慢慢沉入冰巨星的核心当中 , 形成一个由钻石组成的厚厚的壳 。
这些钻石以“下雨”的形式落到核心里 , 预计它们会产生热量 , 就像流星在地球大气层中坠落时燃烧一样 。这种高温可能有助于解释海王星为何比预期的更热 。
【Array|海王星为何会下“钻石雨”?科学家发现了奥秘】天王星和海王星上的钻石 , 虽然我们无法开采 , 但这项研究还是有其用途的 。克劳斯表示 , 或许有一天微观纳米级钻石可用于医学和电子用途 。同时 , 为了制造钻石所研发的超强雷射光 , 也能用于核聚变的研发 。


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