Wetenschappers hebben in het laboratorium een "diamanten val" aangetoond - een vreemd fenomeen dat, volgens de voorspellingen van de theorie, op Uranus en Neptunus moet worden waargenomen.
De atmosferen van de ijsreuzen bevatten aanzienlijke hoeveelheden methaan en andere vluchtige organische stoffen. Simulaties tonen aan dat op een diepte van duizenden kilometers, waar de druk een geschikt niveau bereikt, zij en waterstof ertoe kunnen leiden dat diamantkristallen vrij snel worden gevormd en eruit vallen in de vorm van zoiets als sneeuw.
Met behulp van een laser van het Amerikaanse National Accelerator Laboratory SLAC toonden Dominik Kraus en zijn collega's dit proces onder gecontroleerde omstandigheden aan. De details van hun werk worden beschreven in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.
Krachtige laserpulsen gericht op een plastic, polystyreenmonster veroorzaakten daarin twee opeenvolgende schokgolven. De tweede was groter en sneller dan de eerste en haalde hem op het juiste moment in. De interferentie van deze golven veroorzaakte zowel diepe depressies van lage druk als pieken van ultrahoge druk, waar de vorming van kortlevende diamantkristallen plaatsvond. De LCLS-tool maakte het mogelijk om het proces te volgen en miljarden keren per seconde "snapshots" te maken.
De ervaring heeft geleerd dat de vorming van diamanten plaatsvond bij temperaturen van honderdduizenden graden en drukken in de orde van een miljoen atmosfeer - bijna een orde van grootte hoger dan mogelijk was bij dergelijke experimenten eerder. Vergelijkbare omstandigheden kunnen bestaan in de atmosfeer van ijsreuzen op een diepte van ongeveer 10 duizend km. Volgens Dr. Kraus zou dit proces zelfs bij bijna het absolute nulpunt kunnen plaatsvinden, maar zou een nog veel hogere druk nodig zijn.
Je kunt niet rijk worden aan de productie van dergelijke diamanten uit plastic: de grootte van de kristallen was niet groter dan enkele nanometers. Maar in de atmosfeer van Neptunus en Uranus kunnen ze, volgens theoretische berekeningen, veel groter zijn en honderden kilo's massa bereiken. De vaste kernen van deze gigantische planeten zijn omgeven door een dikke laag van een mengsel van ijs onder enorme druk, waardoor gigantische diamanten langzaam naar beneden vallen. Ze kunnen zich zelfs onderaan ophopen en de kern omringen met een prachtige diamantkorst.
Sergey Vasiliev
