Na Uranu a Neptunu opravdu prší diamanty
24.8.2017, Jan Vítek, aktualita
Na Zemi máme déšť tvořený vodou, i když občas možná trošku kyselou. Na Titanu zase prší tekutý metan, na exoplanetě HD 189733b by to mohlo být roztavené sklo a nyní se ukázalo, že na Uranu a Neptunu to nejspíše opravdu budou pevné diamanty.
Už delší dobu se mluví o tom, že by na Uranu a Neptunu měly pršet diamanty, ovšem teprve nedávno provedený pokus ukázal, že tyto úvahy mají reálný základ. Mluví o tom studie zveřejněná 21. srpna v Nature Astronomy, která popisuje pokus provedený s využitím vysoce výkonného optického laseru a rentgenového laseru na bázi volných elektronů, a to ve SLAC National Accelerator Laboratory.
Konkrétně bylo využito také zařízení LCLS (Linac Coherent Light Source), jež tvoří velice krátké rentgenové pulzy trvající pouze 50 femtosekund (femto je 10−15), což umožňuje sledování i velice rychle probíhajících procesů, a to až do velikosti samotných atomů. Právě pomocí tohoto zařízení mohli vědci sledovat, jak se v pokusném prostředí tvoří miniaturní diamanty vlivem rázových vln, jež reprodukovaly mnohem větší prostředí v atmosféře Uranu a Neptunu.
Experiment byl založen na tvoření silných rázových vln v nám dobře známém materiálu, a to polystyrenu, který obsahuje vodík a uhlík. Oba tyto prvky jsou na zmíněných planetách hojně zastoupeny. Dle teorie má tamní metan (4 atomy vodíku a 1 uhlíku) tvořit uhlovodíkové řetězce, které se mohou při těch správných teplotách a tlacích měnit v diamanty. Takové podmínky mají nastat asi 8000 km pod "povrchem" planet a vytvořené diamanty se tak noří ještě hlouběji ve formě deště (nebo krup?).
Tento proces byl dobře popsán již před desítkami let, ovšem nikdy nebyl reprodukován v rámci experimentu, ačkoliv se o to vědci snažili, ale ztroskotali na tom, že nebyli schopni ani v laboratoři vytvořit a udržovat potřebný tlak a teplotu a stejně tak neměli k dispozici zařízení jako LCLS, které by mohlo výsledky pokusu sledovat. O tvorbu potřebných rázových vln se postaral zmíněný optický laser, jenž vytvořil nejdříve jednu a pak druhou vlnu a v místě, kde se tyto vlny překryly, začaly vznikat nanodiamanty, jež v laboratorních podmínkách nevydržely dlouho.
Výzkum dobře poslouží k dalšímu studiu planet a na jeho základě budou moci být patřičně upraveny počítačové modely, které nám tak lépe napoví, co v nedohlédnutelných hloubkách planetárních obrů probíhá. Právě diamantový déšť může tvořit tření a zahřívat vnitřní části planet, což zase bude ovlivňovat pochody v jejich atmosféře. Provedený výzkum navíc může mít i dopad na medicínu a technologická odvětví, a jde právě o tvorbu nanodiamantů, jež je možné tvořit pomocí explozí. Využití laseru by tak byla mnohem "čistší" alternativa.
Zdroj: Astronomy.com
