Алмазные дожди ледяных гигантов воспроизвели в пластике

Атмосферы ледяных гигантов содержат существенные количества метана и другой летучей органики. Моделирование показывает, что на глубине в тысячи километров, где давление достигает подходящего уровня, они и водород могут приводить к довольно быстрому образованию кристаллов алмаза и их выпадению в виде чего-то вроде снега.

Используя лазер американской Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Доминик Краус (Dominik Kraus) и его коллеги продемонстрировали этот процесс в контролируемых условиях. Детали их работы описывает статья, опубликованная журналом Nature Astronomy.

Мощные импульсы лазера, направленные на пластиковый, полистироловый, образец, создали в нем две последовательные ударные волны. Вторая была больше и быстрее первой и в нужный момент нагоняла ее. Интерференция этих волн создавала и глубокие впадины слабого давления, и пики сверхвысокого, где и происходило формирование короткоживущих кристаллов алмаза. Инструмент LCLS позволил следить за процессом, делая «снимки» миллиарды раз в секунду.

Опыт показал, что образование алмазов происходило при температурах в сотни тысяч градусов и давлении порядка миллиона атмосфер — почти на порядок более высоком, чем удавалось получать в таких экспериментах прежде. Подобные условия могут существовать в атмосферах ледяных гигантов на глубине около 10 тыс. км. По замечанию доктора Крауса, этот процесс мог бы происходить и при почти абсолютном нуле, но потребовал бы еще намного более высокого давления.

На производстве таких алмазов из пластика не разбогатеешь: размеры кристаллов не превышали нескольких нанометров. Но вот в атмосферах Нептуна и Урана они, согласно теоретическим расчетам, могут быть куда крупнее, достигая сотен килограммов массы. Твердые ядра этих планет-гигантов окружает толстый слой из находящейся под огромным давлением смеси льдов, сквозь которую медленно падают гигантские алмазы. Возможно, они даже накапливаются ниже, окружая ядро потрясающей алмазной коркой.