باران الماس در اورانوس و نپتون!!

آزمایش جدیدی که توسط یک تیم بین‌المللی از دانشمندان انجام شد، “باران الماس” را بازسازی کرد که گمان ‌می‌رود در اتمسفر داخلی غول‌های یخی مانند اورانوس و نپتون وجود دارد. اعتبار: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

تصور می‌شود که بر اورانوس و نپتون الماس ببارد و اکنون دانشمندان آن را در آزمایشگاه تکرار کردند.

سیارات غول‌پیکر یخی نپتون و اورانوس ممکن است شرایط مناسبی برای باریدن الماس داشته باشند. متأسفانه نمی‌توانیم برویم و خودمان آن را بررسی کنیم، بنابراین باید به تفریحات آزمایشگاهی جو آنها تکیه کنیم تا بفهمیم و این دقیقاً همان کاری است که تیمی از فیزیکدانان انجام دادند: آنها از شکل تبخیر شده پلاستیکهای معمولی استفاده کردند تا دریابند که الماسها با چه سرعتی و به چه راحتی می‌توانند در چنین شرایطی رشد کنند.

باران الماس ایده دیوانه‌کننده‌ای است، اما آنقدر دیوانه کننده است که ممکن است کار کند. جوهای بالایی اورانوس و نپتون، غولهای یخی منظومه شمسی، دقیقاً دارای فشار و دمای مناسبی هستند که برای ایجاد این پدیده جالب لازم است. در لایه‌های میانی جو، اتم‌های کربن منفرد می‌توانند به یکدیگر بچسبند تا ساختارهای بزرگ‌تری را تشکیل دهند که ما آنها را به عنوان الماس می‌شناسیم. هنگامی که الماسها به اندازه کافی بزرگ شدند، می‌توانند به سطوح پایینتر جو بروند. در برخی مواقع برای جامد ماندن آن‌ها دما خیلی گرم می‌شود و بنابراین آنها به اتم‌های کربن جداگانه خود تصعید می‌شوند و سپس به سوی لایه‌های بالایی شناور می‌شوند.

درست مانند چرخه آب روی زمین است، اما به جای درگیر شدن بخار آب و قطرات باران، کربن و الماس در این چرخه نقش دارند.

متأسفانه ما فناوری لازم برای کاوش جو این سیارات را نداریم، بنابراین تنها راه برای تشخیص اینکه آیا این جهانها باران الماس دارند یا خیر، تلاش برای بازسازی شرایط جوی آن سیارات در آزمایشگاه است. اخیراً یک تیم موفق به تولید الماس در مقیاس نانومتری در آزمایشگاه شدند، اما این نتایج نسبتاً محدود بود زیرا تنظیمات آزمایشی فقط شامل کربن و هیدروژن بود.

اکنون، تیمی مستقر در آزمایشگاه ملی شتابدهنده SLAC در وزارت انرژی ایالات متحده، حضور اکسیژن را امتحان کردند که در جو غول‌های یخی فراوان است.

زیگفرید گلنزر، مدیر بخش چگالی انرژی بالا در SLAC گفت: «مقاله قبلی اولین بار بود که ما مستقیماً تشکیل الماس را از هر مخلوطی دیدیم. از آن زمان تاکنون، آزمایش‌های بسیار زیادی با مواد خالص مختلف انجام شده است. اما در داخل سیارات، این بسیار پیچیدهتر است. مواد شیمیایی بسیار بیشتری در مخلوط وجود دارد و بنابراین، آنچه ما می‌خواستیم در اینجا بفهمیم این بود که این مواد شیمیایی اضافی چه نوع تأثیری دارند.»

برای ایجاد فضای مناسب، تیم به پلاستیک PET روی آورد که ممکن است به عنوان یک ماده رایج برای ظروف و بطریهای غذا بشناسید. دومینیک کراوس، فیزیکدان در HZDR و استاد دانشگاه روستوک، می‌گوید: PET تعادل خوبی بین کربن، هیدروژن و اکسیژن برای شبیه‌سازی فعالیت در سیارات یخی دارد.

محققان دریافتند که وجود اکسیژن در ترکیب، فرآیند تشکیل الماس را تسریع کرده و شکل‌گیری الماس را آسان می‌کند. کراوس گفت: «اثر اکسیژن تسریع شکافتن کربن و هیدروژن و در نتیجه تشویق تشکیل نانوالماس بود. این بدان معناست که اتم‌های کربن می‌توانند راحت‌تر با هم ترکیب شوند و الماس تشکیل دهند.

در حالی که هنوز یک بازآفرینی کامل از جو غول یخی وجود ندارد ولی بسیار نزدیکتر از آزمایش‌های قبلی است و این نتیجه به ما نشان می دهد که الماسها واقعاً در آن دنیاها در حال شکل‌گیری هستند.

محققان تنها توانستند الماس را برای کسری از ثانیه پرورش دهند. اما در اتمسفر اورانوس و نپتون، الماسها تمام وقت جهان را برای شکل‌گیری خواهند داشت.

ترجمه: نجمه قاسمی

It’s Thought to Rain Diamonds on Uranus and Neptune, and now Scientists Duplicated it in the lab

SEPTEMBER 12, 2022 BY PAUL M. SUTTER

https://www.universetoday.com/157527/its-thought-to-rain-diamonds-on-uranus-and-neptune-and-now-scientists-duplicated-it-in-the-lab/