Международная группа исследователей из исследовательского центра SLAC предложила новое представление об образовании алмазного дождя на ледяных планетах, таких как Нептун и Уран. Ученым с помощью рентгеновского лазера European XFEL удалось получить результаты, которые дают ключ к разгадке формирования сложных магнитных полей этих планет.
Ранние исследования показывали, что алмазы должны образовываться из соединений углерода внутри больших газовых планет из-за преобладающего там высокого давления, а затем опускаться дальше в глубь планет в виде дождя драгоценных камней из более высоких слоев.
Новый эксперимент показал, что образование алмазов из углеродных соединений начинается при более низких давлениях и температурах, чем предполагалось. Для газовых планет это означает, что алмазный дождь формируется на меньшей глубине, чем предполагалось, и, таким образом, может иметь более сильное влияние на формирование магнитных полей. Кроме того, алмазный дождь возможен и на газовых планетах, которые меньше Нептуна и Урана и называются «мини-Нептунами». Таких планет не существует в нашей Солнечной системе, но они встречаются за ее пределами.
На пути от внешних слоев планет к внутренним алмазный дождь может увлекать за собой газ и лед, вызывая потоки проводящих жидкостей, действующих как своеобразная динамо-машина, посредством которой формируются магнитные поля планет. «Алмазный дождь, вероятно, оказывает влияние на формирование сложных магнитных полей Урана и Нептуна», — отмечают исследователи.
Входе эксперимента имитировался процесс, проходящий в недрах планет. В качестве источника углерода использовалась пластиковая пленка-фольга, изготовленная из углеводородного соединения полистирола. Исследователи с помощью алмазных штампов и лазеров создали высокое давление и температуру более 2200 градусов Цельсия, которые преобладают внутри ледяных газовых гигантов. Ячейки штампа действовали как мини-тиски, в которых зажимался образец. С помощью рентгеновских импульсов европейского XFEL ученые собрали данные об условиях и последовательности образования алмазов в ячейке штампа.
В международную исследовательскую группу входили ученые из европейского XFEL, немецких исследовательских центров DESY в Гамбурге и Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф, а также других исследовательских институтов и университетов из разных стран. Значительный вклад в эту работу внес Европейский консорциум пользователей XFEL HIBEF с участием исследовательских центров HZDR и DESY.
