Jak je možně, že na Neptunu i Uranu prší diamanty?

Na Zemi prší déšť. Občas padají ledové kroupy, anebo sníh. Sotva si dovedeme představit, že by to mohlo být jinak. Jenže jinak to být může. Na Titanu prší tekutý metan, na Venuši kyselina sírová, na exoplanetě HD 189733b roztavené sklo… a na Neptunu (nejspíš i Uranu) diamanty.

Déšť” diamantových minerálů hluboko v atmosféře plynných obrů Neptunu a Uranu způsobuje vysoký tlak. Vědci jeho existenci už dlouho předpokládají. Předpověděli, že atmosférické podmínky štěpí uhlovodíkové sloučeniny, přičemž uhlík je stlačen do diamantové formy a klesá k jádru planety.

Tento cyklus by se mohl opakovat podobně, jako se opakuje vypařování vody a její kondenzace do deště na Zemi. K přímému pozorování bychom potřebovali nejenom vyslat k plynným obrům novou sondu, ale také ji seslat hluboko do jejich atmosféry. Tyto světy jsou však příliš vzdálené – poslední sonda, která je navštívila, byl Voyager 2 v roce 1986. Především ale takto hlubinná mise by vyžadovala technologie, které zatím nemáme.

Výzkumníci se proto pokusili podmínky, které mohou vést k diamantovému dešti, vytvořit laboratorně.  V americké Národní urychlovačové laboratoři (SLAC) při svém experimentu ukázali, jak by diamanty v atmosféře Neptunu mohly vznikat.

Atmosféra Neptunu a Uranu je složena především z vodíku a hélia s příměsí metanu. Vnější vrstvy jsou chladné, ale hlouběji v atmosféře vlivem extrémního tlaku a tření vzniká hustá forma “ledových” materiálů jako je voda, metan nebo amoniak. Právě uvnitř této “polévky”, která obaluje jádro planety, již starší výzkumné práce předpovídaly vznik diamantového deště.

Neptun i Uran na Zemi

Vytvořit obdobné podmínky na Zemi je náročné, výzkumníci si ale pomohli náhražkou uhlíkovodíkového polystyrenu na místě metanu. Na ten s pomocí laserových pulzů aplikovali odhadované podmínky 10 tisíc kilometrů pod “povrchem” Neptunu. Ohřáli ho na skoro pět tisíc stupňů Celsia a vystavili i tlaku 1,5 milionu atmosfér. Tento tlak přirovnali k 250 slonům stojícím na našem palci.

S pomocí rentgenového laseru pak vědci měřili rozptyl elektronů v materiálu, což jim dovolilo pozorovat nejen přeměnu uhlíku na diamant, ale i další jevy uvnitř vzorku, jehož zbytek se rozštěpil na vodík.

Několik posledních let výzkumníci soupeří o to, komu se podaří vytvořit první vzorek kovového vodíku, tedy vodíku, kterých se chová jako kov a je supravodivý – proud jim protéká bez odporu už za pokojových teplot. Také ten by měl vznikat uvnitř plynných obrů.

Fyzikální pokusy tohoto druhu by tak mohly odhalit nejenom “zázraky” jiných světů, ale přinést i “zázraky” našemu světu. Například “zázrak” přenosu elektřiny bez ztrát.

Zdroj: EM

Sdílet:
Loading...