科学家长期以来一直认为冰冷巨型行星天王星可能会由于大气中的巨大压力而产生钻石雨水阵雨,但实际上没有一个几乎可以确认这个想法,因为必须模仿地球的恶劣条件。
但是,一组研究人员已经重新创建了天王星的大气条件在斯坦福大学的SLAC国家加速器实验室,成功地观察了小钻石的雨水。
“以前,研究人员只能假设钻石已经形成了。当我看到该最新实验的结果时,这是我科学生涯中最好的时刻之一,” Helmholtz Zentrum Dresdenrum Dresden-Rossendorf的负责人多米尼克·克劳斯(Dominik Kraus)表达。
已经进行了一些实验来确认理论。但是,以前的观察结果未能取得成功,因为研究人员无法实时观察结果,这是监视过程的必要部分。
观察钻石淋浴
为了测试该理论,该团队在SLAC实验室使用聚苯乙烯和高功率光激光器。
选择聚苯乙烯作为实验的组成部分,因为其氢和碳化合物混合物与行星自身的化学成分相似。
然后,团队需要一台可以模拟天王星中强度和压力的机器,因此他们将注意力转向了世界上最强大的X射线激光器:Linac Cooherent Light Source(LCLS)。
LCL提供了允许聚苯乙烯改变其结构所需的两个强烈的冲击波。
“您需要这些强烈,快速的X射线脉冲来明确地看到这些钻石的结构,因为它们仅在实验室中在如此短的时间内形成,” Siegfried Glenzer解释说。 Glenzer还是SLAC的光子科学教授。
根据科学家的说法,当两个冲击波重叠时,压力的峰值强度就会发生,这也是团队需要观察到的过程中最快,最必要的部分。
这是因为,当压力达到峰值时,改变聚苯乙烯的结构在飞秒的问题上形成纳米尺寸的钻石,实际上是四分之一的一秒钟。
研究人员说,考虑到它的大小,天王星的钻石降雨可能是巨人的大小高达几百万克拉。但是,冰巨头钻石还有两件事要考虑:第一个是它可能有杂质,其次是它们没有切割和抛光。
他们还预测钻石可以下沉在行星的层中以融化核心,形成地下融化的钻石海洋,或保持固体,但在核心周围形成一层。大多数模型都建议后者,但甚至科学家都无法确定仅基于模拟会发生什么。