（原標題：滿地財富?科學家:海王星和天王星上正在下鉆石雨）
跨越木星和土星，我們在太陽系最神秘的兩個地方—天王星和海王星上—發(fā)現(xiàn)了大量的鉆石。研究人員利用斯坦福大學的直線加速器相干光源，借助于全世界最亮的x射線源之一，在實驗室里證明了這兩個冰巨星的深度非常適合鉆石的形成。
對此科學家們非常興奮，因為這是第一次在類似于冰巨星大氣層底部的實驗室環(huán)境中，重現(xiàn)這種效應(yīng)。長期以來，科學家一直都在探索冰巨星大氣層中大量的氫氣、氦氣和甲烷(這些化學物質(zhì)賦予了行星獨特的藍色外表)的影響，以及它們是否是形成鉆石的理想條件。
“這種(條件)將會在這些天體中產(chǎn)生鉆石沉淀?！蔽挥诘吕账诡D的helmholtz - zentrum Dresden –rossendorf研究中心的研究人員，同時也是文章作者的Dominik Kraus在一封電子郵件中告訴Gizmodo，“這意味著并不一定需要一個純的鉆石核心，但無疑有一個巨大的環(huán)繞在巖石核外的鉆石環(huán)，這些巖石核應(yīng)該存在于海王星和天王星內(nèi)部?！?/p>
對于在木星和土星上，目前的觀點是這樣的:當風暴穿過甲烷分子云層時，雷擊會導(dǎo)致碳原子從化學鍵上解離下來。當它們在空中聚集時，就會得到煙灰云，接著再下沉到低層大氣中，并受到越來越大的壓力。壓力擠壓碳原子變成了石墨，然后又變成了鉆石。同時碳原子也受地心引力的影響，所以它真的會像“鉆石雨”一樣落在星球的中部。
在天王星和海王星上，可能存在這樣一個云層，在那里形成了大量的熱甲烷，然后甲烷在高壓環(huán)境中被分離，所形成的碳原子接著被擠壓形成了鉆石。
但實際上直到現(xiàn)在，我們從來還沒有在實驗室里重塑這些條件。
借助于一種叫the Matter in Extreme Condition的儀器，科學家們用能夠產(chǎn)生高達150吉帕壓力的激光照射薄薄的聚苯乙烯片。激光將材料加熱到約6000開爾文，這個溫度非常高，但還不足以熔化鉆石。由于聚苯乙烯是一種碳氫化合物，它很快就分解成了其組成的氫原子和碳原子，然后便被壓縮。在非常短的時間內(nèi)，就導(dǎo)致了納米鉆石的形成。
由于科學家現(xiàn)在能夠重現(xiàn)一種類似于海王星和天王星內(nèi)部10000公里處的環(huán)境，所以進一步的研究便可向我們揭示，除了鉆石沉淀之外是否有更穩(wěn)定的形式可供選擇。
“如果溫度高到足以接近核心的溫度(一些計算如此預(yù)測)，也有可能是‘液態(tài)碳’，且有巨大的‘鉆石冰山’在其之上游動，”Kraus說道?！暗蠖鄶?shù)理論認為鉆石仍將保持固態(tài)，至少在海王星和天王星內(nèi)是這樣的，但對于一些系外行星來說，情況或許會不同?！?/p>
實際上很難用激光脈沖實時測驗形成了何種東西，這就是為什么要使用超亮x射線的原因。你可以把它想象成一個超亮且極短的—只有50飛秒—相機閃光燈。
“我們只能在1納秒內(nèi)制造這種獨特的狀態(tài)，在此期間，我們還需要足夠的x射線來探測它，”Kraus說道。“然后我們做了簡單的x射線衍射(這種方法幾乎能夠識別每個晶體的結(jié)構(gòu))，出乎意料地得到了一個清晰的鉆石信號?！?/p>
之前的實驗從未真正提供這一過程的直接證據(jù)，或者一般從壓縮碳、鉆石砧的方法得出的結(jié)果還不夠清楚。“鉆石壓砧實驗的問題在于，很難區(qū)分兩種鉆石碎片，一種是從碳氫化合物得到的微小鉆石碎片，另一種是來自于比較巨大鉆石砧本身的鉆石碎片，”Kraus說。（本文來源：網(wǎng)易科學人）
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