Ledový obr skrývá velké bohatství. Na Neptunu prší diamanty a vědci konečně znají důvod
Předpokládá se, že intenzivní teplo a tlak tisíce kilometrů pod povrchem těchto ledových obrů se podle všeho rozdělují na uhlovodíkové sloučeniny, přičemž uhlík se stlačí na diamant a klesá ještě hlouběji k planetárním jádrům.
Diamanty na Neptunu rostou jako houby po dešti
Nový experiment využil rentgenový laser Linac Coherent Light Source laboratoře SLAC National Accelerator Laboratory pro nejpřesnější měření toho, jak by měl tento proces diamantového deště probíhat. A zjistil, že uhlík přechází přímo do stavu krystalického diamantu.
"Tento výzkum poskytuje údaje o jevu, který je výpočetně velmi obtížné modelovat. Je na něm ale jasně vidět, jak se oddělují dva prvky, jako když se majonéza rozdělí zpět na olej a ocet," vysvětlil fyzik Mike Dunne.
Neptun a Uran jsou nejvíce mylně chápané planety naší Sluneční soustavy. Jsou daleko a tudíž nepřístupné, pouze jediná kosmická sonda, Voyager 2, se k nim dokonce přiblížila, ale pouze v rámci přeletu.
Ale takto ledové planety se v širší Mléčné dráze vyskytují v hojné míře. Podle NASA se exoplanety podobné Neptunu vyskytují desetkrát více než exoplanety podobné Jupiteru.
Proto je chceme zkoumat
Porozumění ledovým gigantům naší Sluneční soustavy je proto zásadní pro pochopení dalších planet v celé galaxii. A abychom jim lépe porozuměli, musíme vědět, co se děje pod jejich klidnými modrými exteriéry.
Víme, že atmosféry Neptunu a Uranu jsou primárně tvořeny vodíkem a heliem, s malým množstvím metanu. Pod těmito atmosférickými vrstvami kolem jádra planety obtéká tekutina ledových materiálů, jako je voda, metan a amoniak.
Výpočty a experimenty ukázaly, že při dostatečném tlaku a teplotě se může metan rozložit na diamanty.
Pro vědce je náročné replikovat prostředí obřích planet zde na Zemi. Je potřeba mnoho zařízení i materiálu, v tomto případě použil tým místo uhlovodíku uhlovodíkový polystyren.
Prvním krokem pak bylo zahřátí a natlakování materiálu pro replikaci podmínek uvnitř Neptunu v hloubce asi 10 000 kilometrů. Pulsy optického laseru vygenerovaly rázy v polystyrenu, který materiál zahřál až na 4 727 stupňů Celsia a vytvářel intenzivní tlak.
To vědcům umožnilo nejen pozorovat přeměnu uhlíku na diamant, ale také to, co se stane se zbytkem vzorku, který se nakonec rozštěpil na vodík. "V případě ledových gigantů víme, že uhlík téměř výhradně tvoří diamanty, když se oddělí a nepřijímá tekutou přechodnou formu," řekl fyzik Dominik Kraus.
To je důležité, protože na Neptunu je něco opravdu zvláštního. Jeho nitro je tak teplejší, než by mělo být. Je to tím, že diamanty, hustší než materiál kolem nich, prší dolů do vnitřku planety, uvolňují zřejmě gravitační energii, která se přeměňuje na teplo vytvářené třením mezi diamanty a materiálem kolem nich.
Teď vědci využijí novou metodu k dalším experimentům. Chtějí vědět, jak se vodík a helium, prvky, které se nacházejí uvnitř plynných obrů jako Jupiter a Saturn, mísí a separují za těchto extrémních podmínek. Je to nový způsob, jak studovat evoluční historii planet a planetární systémy. Dále čtěte: Úžasné pozorování pomocí Hubbleova teleskopu. Umírání hvězd vytváří neuvěřitelné obrazce.
