Американские ученые выяснили, что алмазные дожди на ледяных планетах-гигантах могут оказаться не таким редким явлением, как считалось раньше. Исследование проливает свет на распространенность алмазных дождей на планетах-гигантах. Кроме того, оно может привести к появлению нового способа изготовления наноалмазов, очень широко применяемых в доставке лекарств в организм, медицинских датчиках, неинвазивной хирургии и квантовой электронике. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
«Предыдущая статья была первым случаем, когда мы непосредственно наблюдали образование алмазов из любых смесей. С тех пор было проведено довольно много экспериментов с разными чистыми материалами. Но внутри планет все намного сложнее; в смеси гораздо больше химических веществ. Итак, мы хотели выяснить, какой эффект оказывают эти дополнительные химические вещества», — рассказал Зигфрид Гленцер из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США.
В более ранних исследованиях ученые использовали материалы из ПЭТ-пластика, чтобы более точно воспроизвести состав ледяных гигантов. В таком веществе хороший баланс между углеродом, водородом и кислородом, и он позволяет воспроизвести условия на таких планетах.
Чтобы создать ударные волны в ПЭТ, исследователи использовали мощный оптический лазер в приборе Matter in Extreme Conditions (MEC) в источнике когерентного света Linac (LCLS). Затем с помощью импульсов рентгеновского излучения от LCLS ученые посмотрели, что произошло в пластике. Оказалось, что атомы материала начали перестраиваться в небольшие алмазные области, которые выросли до нескольких нанометров в ширину. Более того, если в химической реакции присутствовал кислород, наноалмазы могли расти при более низких давлениях и температурах. При этом исследование показало, что алмазы на Нептуне и Уране будут весить во много раз больше, чем экспериментальные (вероятно, миллионы каратов). На протяжении тысячелетий они могут медленно погружаться сквозь ледяные слои планет и собираться в толстый слой вокруг твердого планетарного ядра.
Кроме того, ученые выяснили, что в сочетании с такими инопланетными драгоценностями может образоваться суперионная вода. Эту фазу привычной нам жидкости ученые обнаружили совсем недавно. Они описывают ее как «горячий черный лед». Это вещество может существовать только при очень высоких температуре и давлении. При этом суперионная вода может проводить электрический ток — это объясняет необычные магнитные поля на Уране и Нептуне.
Исследование поможет не только понять процессы, происходящие на других планетах, но и создавать наноалмазы более дешевым, простым и управляемым способом. В будущем группа ученых планирует проводить аналогичные эксперименты с использованием жидких образцов, содержащих этанол, воду и аммиак, из которых в основном состоят Уран и Нептун.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
