Гипотетический «алмазный дождь» в планетах Уран и Нептун воссоздали в лаборатории с помощью двух лазерных волн - Гранит науки - 2017-09-04

По подсчетам астрофизиков на глубине более 8 000 километров под поверхностью ледяных планет-гигантов Урана и Нептуна давление столь велико, что атомы углерода там сжимаются до образования алмазов, которые оседают, проходя через ледяное месиво к твердому планетному ядру. Сейчас в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (SLAC National Accelerator Laboratory) при Стэнфордском университете в Калифорнии ученым удалось воспроизвести алмазный дождь в контролируемых условиях. Как сообщает издание Cosmos, группа под руководством Доминика Крауса из исследовательского Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf) в Германии подвергла пластмассу, а именно – полистирол - ударным волнам, использовав высокую энергию Линейного источника когерентного света (Linac Coherent Light Source) – рентгеновского лазера на свободных электронах, находящегося в Стэнфорде самого яркого в мире на сегодняшний день лазера. В этом эксперименте почти все атомы углерода в полистироле объединились в алмазоподобные структуры размером в несколько нанометров. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy. Авторы считают, что пик интенсивности давления возник при перекрывании двух ударных волн, инициируемых лазерным излучением, и это самая быстротечная и важная часть процесса, который они планировали наблюдать.

Астрономы теоретически допускали, что силы, действующие в замерзших мантиях Урана и Нептуна, вероятно столь велики, что могут приводить к образованию алмазов в миллионы карат, и не исключено, что твердые ядра обеих планет покрыты толстым алмазным внешним слоем, пишет Cosmos. Но тогда как у планет на образование своего «алмазного фонда» были миллиарды лет, эксперимент, проведенный группой Крауса длился пару квадриллионных долей секунды. Этого оказалось достаточно для наблюдения, измерения и регистрации процесса. Есть предположение, что алмазные дожди в недрах планет – это источник энергии, генерирующий тепло по мере продвижения драгоценных частиц к ядру. «Мы не можем проникнуть внутрь планет и посмотреть на это, но лабораторные эксперименты дополняют спутниковые и телескопические наземные наблюдения», отмечает Краус. И хотя эксперимент на стэнфордском ускорителе был проведен для понимания глубинных процессов в далеких планетах, его результаты могут представлять коммерческий интерес на Земле. Наноалмазы, подобные произведенным астрофизиками, имеют широкое применение в медицине и промышленности. Сейчас их получают в контролируемых взрывах, но использование лазера может быть более эффективным и безопасным способом производства. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».