如果能穿越海王星厚重的大气层,或许能亲身体验到迷人现象,就是钻石雨敲打在身上。跨国科学家团队新研究,闪亮钻石的降雪在整个宇宙相对常见。
海王星和天王星等冰巨行星的大气有超高温度和压力,碳可当场结晶成钻石,这些条件会分解甲烷等碳氢化合物,使碳原子与其他四个碳原子结合,形成固态钻石微粒。
据模拟实验室条件的实验,钻石形成温度和压力阈值比科学家之前认为的低,使钻石雨在较小气体行星,即所谓的“迷你海王星”成为可能,而太阳系以外,已知有很多这种行星。
研究团队使用欧洲XFEL(X射线自由电子雷射装置)监测从聚苯乙烯薄膜形成的钻石,薄膜推向夹缝式设置的极高压力,让研究团队在更长时间观察过程。持续观察显示,尽管高压和超高温仍是必要,但可能不必像以前想象极端。这代表钻石雨可能比科学家过去估计更浅的地方形成,也意味下降钻石微粒会夹带气体和冰,可能比以前理解的更直接影响行星磁场。
欧洲XFEL部分实验装置。(Source:European XFEL)
海王星和天王星等冰巨行星磁场不具对称性,一直是个谜,显示磁场不一定在行星核心形成,而钻石形成可能有助解释这点。近年科学家逐渐理解过程,在遥远系外行星如何运作相同过程或可能产生的影响。或许有天我们能在海王星和天王星的苛刻大气做实地研究,以亲眼见证钻石雨如何形成。结果发表于《自然‧天文学》期刊。
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