会下“钻石雨”的宝藏行星了解一下

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在地球上,钻石是稀有资源,它蕴藏在少量岩层中,极其不易被开采,被人们认为是非常贵重的宝石。

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钻石是一种由碳元素构成的矿物质,它是纯碳在地球深部的高温高压作用下,形成的碳元素单质晶体。地球上,只有在地壳深处具备自然的高温高压情况。因此,可以肯定的是,在地球上出现“钻石雨”的可能性为零。

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但就在我们太阳系最外围的4个大型行星:木星、土星、天王星与海王星却经常下“钻石雨”。在这些地方,钻石显然变得一文不值。让我们来聊聊究竟是什么原因出现云云不可思议的现象。

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他们又可分两类,木星与土星称为气态巨行星

距离太阳更迢遥的天王星与海王星,和木星、土星的构成部分不太一样,由于阳光更薄弱,情况极为寒冷,称为冰巨星

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我们先来说说比力熟悉的木星与土星,就土星而言,每年“降钻量”可达上千吨,有些钻石“雨滴”直径可达1厘米,甚至更大。有木有一点心动?

想揭秘钻石雨的诞生,我们首先应该从星体的物质构成探究起。

与地球差别的是,木星与土星都属于是气体行星,并不是由任何的岩层或固体构成的实体表面,而紧张由气体和液体构成。在土星和木星的大气中,分别约有0.5%和0.2%的甲烷。

木星与土星大气中的闪电雷暴(强度是地球上闪电强度的1万倍)作用下,甲烷将会转化成煤灰型态的碳颗粒,这些碳颗粒会落向行星内部。在大气层沉降过程中,越往下走, 压力越大,温度也越高,碳颗粒会进一步固化成石墨,继续着落约4000英里后,当压力和温度变得富足高时产生化学反应,石墨将会变化成晶莹璀璨的钻石,形成的颗粒就像雨点一样从天而降,这便是“钻石雨”的泉源。在化学上,这种颗粒称为结晶碳

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然而钻石并不能不停存在木星和土星上,因为随着固态的钻石继续着落,直到高热高压的核心的地方,终极会熔化为液体。在钻石被液化后,再一次的蒸发,进入大气,就像地球上的水一样,并预备形成下一次的钻石雨。更加适合固态钻石诞生的地方还应该在天王星和海王星上。

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旅行者2号拍摄到的天王星(左)和海王星(右)。图片泉源:NASA

海王星和天王星处于太阳系的最边沿地带,距离我们非常的迢遥,至今人类对它们的相识非常有限。只有美国的“旅行者2号”这一个太空探测器仅曾在1989年短时间飞掠拜望过这两颗冰巨星。

但我们知道天王星和海王星的大气中有近15%的甲烷含量。正因为甲烷气体的存在,它吸收阳光中的红、橙光,而反射更蓝的颜色,使得这俩冰巨星出现出迷人的蓝色。这两颗冰巨星同样具有诞生钻石雨的条件(甲烷和雷暴)。

而且海王星和天王星的钻石含量比木星和土星还要高得多。据推测,其表面上的钻石甚至可能到达上百万克拉!可以说是太阳系中的“土豪星球”了。

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不停以来,钻石雨的诞生都只是科学家的推测。而就在近来,美国科学家在探究中取得了新的进展。物理学家克劳斯和他的团队,以实验的方式证实了海王星和天王星上"钻石雨"的形成原理。

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实验是在美国旧金山湾区的SLAC国家加速器实验室中进行的,他们选择碳含量更高的碳氢化合物聚苯乙烯(C 8 H 8)代替甲烷,并模仿海王星的内部情况。在实验室中,他们利用直线加速器干系光源(LCLS)释放的X射线激光起到强雷电作用,把聚苯乙烯加热到4700摄氏度,同时施加150万巴的高压。经过准确丈量与分析,终极发现,碳氢化合物中的氢脱离,剩下的碳原子结晶为纳米大小的钻石。证明了在海王星和天王星的内部,可能正在下着钻石雨。

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克劳斯说:“有些模型推测,冰巨星核心周围的温度,可能会高到足以使钻石融化,形成液态金属碳,大概在这些碳海上,会出现浮动的钻石冰山。这些推论是有根据的,因为有助于解释天王星和海王星的非常磁场。但是,大多数模型表明,钻石将在海王星和天王星的核心周围保持固态。”

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比力遗憾的是,人类现在的科学技能,还无法开采到这两个冰巨星上的钻石。


来源:https://www.toutiao.com/a6847757127050592781/
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