世界不思議

會下「鑽石雨」的寶藏行星,了解一下


想揭秘鑽石雨的誕生,我們首先應該從星體的物質構成探究起。

與地球不同的是,木星與土星都屬於是氣體行星,並不是由任何的岩層或固體構成的實體表面,而主要由氣體和液體構成。在土星和木星的大氣中,分別約有0.5%和0.2%的甲烷。

木星與土星大氣中的閃電雷暴(強度是地球上閃電強度的1萬倍)作用下,甲烷將會轉化成煤灰型態的碳顆粒,這些碳顆粒會落向行星內部。在大氣層沈降過程中,越往下走, 壓力越大,溫度也越高,碳顆粒會進一步固化成石墨,繼續下落約4000英里後,當壓力和溫度變得足夠高時產生化學反應,石墨將會轉變成晶瑩璀璨的鑽石,形成的顆粒就像雨點一樣從天而降,這便是「鑽石雨」的來歷。在化學上,這種顆粒稱為結晶碳。

然而鑽石並不能一直存在木星和土星上,因為隨著固態的鑽石繼續下落,直到高熱高壓的核心的地方,最終會熔化為液體。在鑽石被液化後,再一次的蒸發,進入大氣,就像地球上的水一樣,並準備形成下一次的鑽石雨。更加適合固態鑽石誕生的地方還應該在天王星和海王星上。

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海王星和天王星處於太陽系的最邊緣地帶,距離我們非常的遙遠,至今人類對它們的了解十分有限。只有美國的「旅行者2號」這一個太空探測器僅曾在1989年短時間飛掠探訪過這兩顆冰巨星。

但我們知道天王星和海王星的大氣中有近15%的甲烷含量。正因為甲烷氣體的存在,它吸收陽光中的紅、橙光,而反射更藍的顏色,使得這倆冰巨星呈現出迷人的藍色。這兩顆冰巨星同樣具有誕生鑽石雨的條件(甲烷和雷暴)。

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而且海王星和天王星的鑽石含量比木星和土星還要高得多。據推測,其表面上的鑽石甚至可能達到上百萬克拉!可以說是太陽系中的「土豪星球」了。

一直以來,鑽石雨的誕生都只是科學家的推測。而就在最近,美國科學家在探究中取得了新的進展。物理學家克勞斯和他的團隊,以實驗的方式證實了海王星和天王星上"鑽石雨"的形成原理。

實驗是在美國舊金山灣區的SLAC國家加速器實驗室中進行的,他們選擇碳含量更高的碳氫化合物聚苯乙烯(C 8 H 8)代替甲烷,並模擬海王星的內部環境。在實驗室中,他們利用直線加速器相干光源(LCLS)釋放的X射線雷射起到強雷電作用,把聚苯乙烯加熱到4700攝氏度,同時施加150萬巴的高壓。經過精確測量與分析,最終發現,碳氫化合物中的氫脫離,剩下的碳原子結晶為納米大小的鑽石。證明了在海王星和天王星的內部,可能正在下著鑽石雨。

克勞斯說:「有些模型預測,冰巨星核心周圍的溫度,可能會高到足以使鑽石融化,形成液態金屬碳,也許在這些碳海上,會出現浮動的鑽石冰山。這些推論是有根據的,因為有助於解釋天王星和海王星的異常磁場。但是,大多數模型表明,鑽石將在海王星和天王星的核心周圍保持固態。」

比較遺憾的是,人類目前的科學技術,還無法開採到這兩個冰巨星上的鑽石。

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