天王星和海王星可能被稱為“冰巨星”,但在它們寒冷的外表下,它們的溫度和壓力非常高,以至於會發生令人難以置信的物理反應。事實上,科學家相信鑽石可以在這些行星內部形成並下雨。
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實驗證據表明這種奇怪的現象可能確實發生自然通訊。研究人員使用令人難以置信的 SLAC(美國能源部國家加速器實驗室)直線加速器相干光源 (LCLS) 來研究碳氫化合物在海王星內部 10,000 公里(6,200 英里)處預期的壓力和溫度下的行為。
在那裡,壓力約為 150 萬個大氣壓,溫度為 4,730 °C (8,540 °F),碳氫化合物分離成元素成分:碳和氫。實驗室測試表明,至少四分之一的碳聚集在一起。在這些簇中,碳變成了最堅固的排列:鑽石。
“這項研究提供了一種很難通過計算建模的現象的數據:兩種元素的‘混溶性’,或者它們混合時如何結合,”LCLS 主任 Mike Dunne 在一份報告中解釋道。陳述。 “在這裡,他們看到了兩種元素如何分離,就像讓蛋黃醬分離回油和醋。”
“就冰巨星而言,我們現在知道碳在分離時幾乎完全形成鑽石,並且不會呈現流體過渡形式,”來自德累斯頓-羅森多夫亥姆霍茲研究中心的主要作者多米尼克·克勞斯博士說,說。
海王星和天王星上的鑽石雨在這些遙遠行星的內部能量平衡中發揮著重要作用。新形成的鑽石會下沉,並在緩慢摩擦周圍緻密材料時產生熱量。這將使行星的內部保持如此溫暖。
這項研究當然可以幫助我們了解這些行星,以及在太陽系之外發現的類似世界,但克勞斯開發的研究中使用的技術可以走得更遠。
它可以用來研究氫的極端行為,模仿小恆星或核聚變反應堆中可能發現的情況。研究這些特性對於掌握某些我們目前缺乏完整理解的聚變方法至關重要。









