Ученые разобрались, как на Нептуне могут идти алмазные дожди

Нептун и Уран – самые неизученные планеты Солнечной системы. За все время космических миссий их посетил лишь один рукотворный аппарат – Вояджер 2 – и тот лишь пролетел мимо.

А тем временем ледяные гиганты – самые распространенные планеты нашей галактики Млечный путь. Планеты наподобие Нептуна встречаются в 10 раз чаще планет типа Юпитера. Именно поэтому так важно их изучить и понять, что происходит в их недрах.

В частности, понять, как там могут формироваться дожди из алмазов.

Ученые разобрались, как на Нептуне могут идти алмазные дожди

Новый эксперимент проводился с помощью рентгеновского лазера Linac Coherent Light Source (LCLS) в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. Он позволил максимально точно измерить, как происходит процесс формирования алмазного дождя.

Атмосферы Нептуна и Урана состоят преимущественно из водорода и гелия с небольшой примесью метана. Под атмосферой находится сверхгорячая и сверхплотная «ледяная» жидкость из воды, метана и аммония. Эксперименты и вычисления, проведенные несколько десятилетий назад, показали, что в экстремальных условиях метан может становиться алмазами.

Согласно гипотезе, под действием колоссальных температур и давления на глубине нескольких тысяч километров под поверхностью ледяного гиганта должны распадаться на части соединения углеводорода. Выделившийся углерод сжимается в алмазы и опадает к центру планеты.

Этот процесс очень сложно просчитать и смоделировать, но удалось воплотить экспериментально, воссоздав условия Нептуна. Вот только вместо метана (CH4) ученые использовали полистирол (C8H8).

Как показал эксперимент, углерод сразу превращается в алмазы, без промежуточного жидкого состояния. Лишнего углерода почти не остается.

Такой результат очень важен, потому что Нептун вообще-то очень странный – внутри он гораздо более горячий, чем должен быть. Более того, он отдает в 2,6 раза больше энергии, чем впитывает от Солнца. Возможно, это можно объяснить алмазными дождями.

Ученые планируют применить этот экспериментальный метод для изучения происходящего внутри других планет Солнечной системы.


Научная статья была опубликована в Nature Communications. DOI:10.1038/s41467-020-16426-y
Источник: Science Alert.