TA STRONA UŻYWA COOKIE. Usługodawca oraz jego zaufani partnerzy korzystają z plików cookies i innych technologii automatycznego przechowywania danych do celów statystycznych, reklamowych oraz realizacji usług, w tym również aby wyświetlać użytkownikom najbardziej dopasowane oferty i reklamy.
Usługodawca i jego zaufani partnerzy wymagają zgody użytkownika na gromadzenie danych w celu obsługi spersonalizowanych treści i ogłoszeń. Jeśli korzystasz ze strony instalki.pl bez zmiany ustawień przeglądarki, to oznacza to, że nie wyrażasz sprzeciwu co do otrzymywania wszystkich plików cookies na swoje urządzenie ze strony instalki.pl.
Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianie ustawień cookie w przeglądarce.
Od dnia 25.05.2018 r. na terenie Unii Europejskiej wchodzi w życie Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego w sprawie ochrony danych osobowych. Prosimy o zapoznanie się z regulaminem oraz polityką prywatności serwisu  [X]
Instalki.pl » Aktualności » Nauka » Na Neptunie pada diamentowy deszcz - jak to możliwe?
Wtorek, 30 Czerwiec 2020 11:28, Wpisany przez Anna Borzęcka
neptun
Dziwne zjawisko odtworzono w laboratorium.

Niestety, wciąż nie wiemy zbyt wiele na temat gazowych gigantów znajdujących się na skraju Układu Słonecznego – Urana oraz Neptuna. W końcu, jedynym satelitą, który dotychczas przeprowadził jakiekolwiek ich badania, był Voyager 2. Z tego powodu naukowcy zmuszeni są rozwiązywać przeróżne zagadki na ich temat z poziomu własnych laboratoriów. To nie przeszkadza im w dokonywaniu istotnych postępów, co właśnie po raz kolejny udowodnili.

Deszcz w postaci… diamentów


Jedną z ciekawszych cech charakterystycznych Neptuna i Urana jest to, że ekstremalne warunki panujące w ich atmosferach oraz zachodzące w nich chemiczne reakcje mogą prowadzić do pojawiania się opadów w formie…. diamentów. Pod wpływem ogromnego ciśnienia atmosferycznego głęboko w sercu tych planet atomy węgla i wodoru są ze sobą ściskane, tworząc kryształy cennego minerału.

Badacze po raz pierwszy przeprowadzili eksperyment, który pozwolił zgłębić to niesamowite zjawisko, już w 2017 roku. Niemniej, dopiero teraz udało im się dokładniej określić, w jaki sposób diamentowe opady powstają w atmosferach Neptuna i Urana. Rezultaty swojej pracy naukowcy przedstawili w czasopiśmie Nature Communications.

uran
Uran jest jedną z planet, w atmosferze której powinny występować opady w formie diamentów. | Źródło: NASA/JPL

„Nasze eksperymenty dostarczają ważnych z punktu widzenia modelów parametrów - wcześniej mieliśmy do czynienia tylko z ogromną niepewnością”, powiedział Dominic Kraus, fizyk z niemieckiego laboratorium badawczego Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. „Staną się one jeszcze istotniejsze, gdy odkryjemy jeszcze więcej egzoplanet.”

Kraus i jego zespół przeprowadzili swoje badania na terenie Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda (SLAC) Uniwersytetu Stanforda, a w ich ramach skupiono się na przypadku Neptuna. Aby zrozumieć, jak dokładnie diamentowy deszcz powstaje w atmosferze gazowego olbrzyma podjęto się próby odtworzenia tego deszczu w laboratorium. W trakcie eksperymentu nie użyto jednak metanu (CH4), który wchodzi w skład Neptuna, a polistyren (C8H8) - ten sam, z którego produkuje się styropian.

Ekstremalne warunki


Wspomniany materiał poddano działaniu ciepła i ciśnienia odpowiadającym warunkom w atmosferze Neptuna na głębokości około 10 tysięcy kilometrów. To ciepło i ciśnienie wytworzono z pomocą impulsów optycznego lasera. Impulsy wygenerowały wewnątrz polistyrenu fale uderzeniowe, które spowodowały ogrzanie go do około 4727 stopni Celsjusza i podniesienie ciśnienia do ogromnych wartości.

„Wytwarzamy około 1,5 miliona barów co odpowiada ciśnieniu wywieranemu na paznokieć kciuka przez 250 słoni afrykańskich,”, stwierdził Kraus.

Następnie uczeni wykorzystali instrument o nazwie Linac Coherent Light Source (LCLS) dostępny na terenie SLAC, by oświetlić polistyren promieniowaniem rentgenowskim i zobaczyć, jak to promieniowanie odbija się od elektronów w jego wnętrzu. Dzięki temu badacze po raz pierwszy zobaczyli, jak wewnątrz atmosfery Neptuna przebiegają chemiczne reakcje prowadzące do diamentowych opadów. W laboratoryjnej próbce cząsteczki węglowodoru się rozpadały, powodując powstanie węgla, który natychmiastowo zamieniał się w diament i tonął oraz wodoru, który się ulatniał. Co istotne niemalże cały węgiel stawał się kryształami diamentu.

neptun-diament
Badacze zgłębili proces powstawania diamentowego deszczu w atmosferze Neptuna, oświetlając swoją próbkę, poddaną działaniu niesamowicie wysokiej temperatury oraz ogromnego ciśnienia, promieniowaniem rentgenowskim. | Źródło: HZDR/Sahneweiß

„W przypadku gazowych gigantów teraz wiemy, że węgiel tworzy prawie wyłącznie diamenty, gdy oddziela się [od wodoru] i nie przyjmuje ciekłej postaci przejściowej.”, poinformował Kraus.

Co ciekawe, eksperyment może wyjaśniać, dlaczego jądro Neptuna wytwarza tak ogromne ilości energii, a produkuje on 2,6 razy więcej energii niż absorbuje. Możliwe, że za tę nadprogramową energię odpowiadają właśnie diamenty, które opadając w stronę jądra Neptuna generują energię grawitacyjną oraz cieplną.

Źródło: HZDR, Fot. tyt. NASA