顆粒在線訊:北京9月4日電,像海王星和天王星這樣的行星內(nèi)部真的會下“鉆石雨”嗎?為了找出答案,德國德累斯頓-羅森多夫赫爾姆霍茲中心(HZDR)、羅斯托克大學(xué)和法國聯(lián)邦理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團隊開展了一項新穎的實驗,證實了他們早先的觀點:在太陽系外圍的冰巨星內(nèi)確實會下“鉆石雨”。同時,這項實驗還發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)納米鉆石的新方式。研究成果發(fā)表在最新一期《科學(xué)進展》雜志上。
海王星和天王星等冰態(tài)巨行星內(nèi)部的溫度非常高,可達(dá)幾千攝氏度,壓力是地球大氣層的數(shù)百萬倍。冰巨星不僅含有碳和氫,還含有大量的氧。研究人員發(fā)現(xiàn),用于制造普通塑料瓶的PET樹脂,在碳、氫和氧之間有很好的平衡,可模擬冰巨星上的活動。
在實驗中,研究人員對冰巨星內(nèi)部進行了簡單模擬:用強大的激光照射到一張簡單的PET塑料薄片上,瞬間就將其加熱到6000℃,并產(chǎn)生可達(dá)大氣壓100萬倍的沖擊波,在幾納秒內(nèi)將物質(zhì)壓縮。研究人員發(fā)現(xiàn),這種極端壓力產(chǎn)生了微小的鉆石,也就是所謂的納米鉆石。
該團隊利用直線加速器相干光源(LCLS)X射線激光器進行了實驗,用它來分析當(dāng)強烈的激光擊中PET薄膜時會發(fā)生什么,是否產(chǎn)生了納米鉆石以及鉆石生長的速度和大小。
HZDR物理學(xué)家、羅斯托克大學(xué)教授多米尼克·克勞斯說:“氧氣的作用是加速碳和氫的分解,促進納米鉆石的形成,這意味著碳原子更容易結(jié)合形成鉆石?!边@進一步支持了這樣一種假設(shè),即鉆石真的會像雨點一樣落在冰巨星內(nèi)部。這種現(xiàn)象可能不僅存在于天王星和海王星,也存在于銀河系中無數(shù)其他行星上。
研究小組還發(fā)現(xiàn)一個線索:氧氣與鉆石結(jié)合,應(yīng)該會產(chǎn)生一種不尋常的超離子水,它可幫助創(chuàng)造出冰巨星的磁場。但他們還無法明確地在實驗中證明鉆石混合物中存在超離子水。
除了證實早前發(fā)現(xiàn),新實驗還為定制生產(chǎn)納米級鉆石開辟了前景。這種鉆石可用于磨料和拋光劑中,未來還能用于高靈敏度的量子傳感器、醫(yī)用造影劑和高效反應(yīng)加速器。
【總編輯圈點】
內(nèi)部會下“鉆石雨”的行星?聽起來像是天方夜譚,卻竟然是真實存在的宇宙奇景。會旋轉(zhuǎn)著“跳舞”的黑洞、“時間感”無比精準(zhǔn)的脈沖星、在太空“遛彎兒”的小行星,宇宙的神奇曼妙一次又一次刷新著我們的認(rèn)知。但可以確定的是,人類所了解的宇宙,依然不過是它的冰山一角而已。如今,人類直接探測宇宙的能力日益強大,實驗?zāi)M手段也越來越多樣化,更多令人拍手稱絕的宇宙奇觀將闖入人類視野。
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