氷の巨大惑星でのダイヤモンドの雨は、これまで考えられていたよりも一般的かもしれない: 研究

ダイヤモンドの雨は、これらの惑星の内部にある水素と炭素が高圧によって圧縮され、よりゆっくりと沈んで着陸する硬いダイヤモンドを形成するときに形成されます。 研究が雑誌に掲載されました 自然天文学.

研究者たちは、カリフォルニア州メンローパークにあるスタンフォード国立加速器研究所の極限状態の物質 (MEC) 装置で強力なレーザーを使用してプラスチックに衝撃波を生成することにより、これらの惑星の内部に見られる環境のタイプをシミュレートしました。

実験では、研究者は、これらの惑星の構成を再現するために、食品包装、ボトル、およびプラスチック容器によく見られるポリエチレンテレフタレート (PET) プラスチックを使用しました。 ロストック大学の物理学者兼教授である Dominic Krause 氏は、プレス リリースで次のように述べています。

レーザーでプラスチックに衝撃波を発生させたところ、ダイヤモンドの小さな領域で材料の原子の再配列が観察されました。 彼らは、「小角散乱」と呼ばれる方法を使用して、これらの領域の速度と大きさを測定しました。 研究者は、これらのダイヤモンド領域が数ナノメートルのサイズに成長することを発見しました。 材料に酸素が含まれているため、ナノダイヤモンドは以前の実験で観察されたよりも低い圧力と温度で成長することができました。

研究チームは、海王星と天王星のダイヤモンドが、この実験で生成されたナノダイヤモンドよりもはるかに大きいことを期待しています。 数百万カラットの重さがあるかもしれません。 何千年もの間、これらのダイヤモンドは惑星の氷床を通ってゆっくりと沈み、惑星の高密度のコアの周りに厚い層として集まります.

この研究は、このレーザーベースの方法を使用してナノダイヤモンドを製造する可能性も開きます。 これらのナノダイヤモンドは研磨剤やつや出し剤に埋め込まれており、将来的には、量子センサー、医療用造影剤、再生可能エネルギーの反応促進剤に使用される可能性があります。

「ナノダイヤモンドの現在の製造方法は、炭素またはダイヤモンドの束を取り、爆発物で爆発させることです。 これにより、さまざまなサイズと形状のナノダイヤモンドが生成され、制御が困難になります。 この実験で見られるのは、高温高圧下での同じ種類の異なる反応です。 場合によっては、ダイヤモンドは他のものよりも速く形成されるように見え、これらの他の化学物質の存在がこのプロセスを加速する可能性があることを示唆しています」と、科学者で SLAC の共同研究者である Benjamin Ofori Okai はプレス リリースで述べています。

Ofori-Okai 氏によると、このレーザー生産方法は、ナノダイヤモンド生産のためのよりクリーンでより制御可能な方法を提供する可能性があります。

次に、研究者は、天王星と海王星から作られることが多いエタノール、水、アンモニアを含む液体サンプルを使用して、同様の実験を行うことを想定しています。 これは、ダイヤモンドの雨が他の惑星でどのように形成されるかを理解するのに役立ちます。